Способ измерения содержаниякислорода

 

(п)824010

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

- Республик (51}М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 03.01 79 (21) 2706238/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

G 01 и 27/46

9юудеретееннМ кевпет

СССР ое делен нзебретеннй н еткрмтн11

Опубликовано23. 04. 81 . Бюллетень J4 (53) Ул,К 543.272. . 1 (088. 8) Дата опубликования описания 25 04 ° 81 им., Ф.Э. Дзержинского (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

Изобретение относится к технике газового анализа, а именно к спосо-. бам анализа, основанным на использовании твердоэлектролитных гальванических ячеек для контроля содержания кислорода в газовых смесях. Такие

5 способы контроля находят широкое при-. менение в науке и различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике для контроля содержания/кислорода в продуктах сгора; l ния топлив..Известен термомагнитный способ из мерения кислорода в газовых смесях, основанный на использовании явления термомагнитной конвекции кислородосодержащего газа в неоДнородном магнитном поле при наличии в нем температурного градиента. Газ для анализа пе ред.поступлением в рабочую камеру последовательно проходит через холо .дильник, систему фильтров, в том чис,ле через фильтр тонкой очистки (11 .

К недостаткам этого способа следует отнести необходимость отбора,. транспортировки и токовой очистки пробы газа, что значительно увеличивает инерционность системы и существенно искажает результаты измерения.

Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является способ измерения содержания кислорода в газовых смесях, заключающийся в том,,что анализируемую смесь и газ сравнения, например воздух, подаю, на электроды твердоэлектролитной гальванической ячейки, которую нагревают до рабочей температуры, и измеряют ЭДС на ее электродах, по величине которой судят о содержаний кислорода $2).

Недостатком этого способа являет " ся существование паразитной термо- эдс на электродах твердоэлектролитной ячейки, возникающей из-за разности температур внешнего и внутреннего электродов ячейки, которая

3 82401 снижает точность измерения содержания кислорода.

Цель изобретения — повышение точ* ности способа измерения содержания кислорода в газовых смесях, исполь-. зующего твердоэлектролитные гальванические ячейки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения содержания кислорода в газовой смеси,заключающемся в том, что анализируемую смесь и газ сравнения, например воздух, подают на электроды твердоэлектролитной гальванической ячейки, нагретой до рабочей температуры, и измеряют ЭДС на ее электродах, по величине которой судят о содержании кис лорода, перед измерением ЭДС измейяют пространственное положение ячейки в зоне нагрева с одновременным из- о мерением ее внутренчего сопротивления и фиксируют ячейку в положении, при котором ее внутреннее сопротивление ,минимально.

Выбор внутреннего сопротивления (ЙВН) в качестве параметра, характеризующего величину термоэдс гальванической ячейки .определяется следующими ,прнчннамн.

Если при постоянных расходах анали-Зо зируемого газа и rasa сравнения, смывающих наружный н внутренний электроды гальванической ячейки, снять распределение температуры этих электродом.н в объеме есагревательной печи при различном положении гальванической ячейки в этом объеме, то как показывает опыт, ни одна из характерных точек этих распределений не определяет ми му а термоэдс С другой 40 стороны нами экспериментально получена зависимость термоэдс от внутреннего сопротивления гальванической ячейки при заданном режиме нагрева и при постоянных скоростях газовых потоков, омывающих электроды.

На фиг. 1 представлена Йеисимость термоэдс гальванической ячейки от ее внутреннего сопротивления; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения кислорода в газовых смесях. Зависимость термоэдс (ТЕ) от внутреннего:сопротивления RS11 ячейки (кривая 1) имеет минимум в точке, где внутреннее сопротивление твердоэлектролнтной ячейки минимально.

Устройство (фнг.2) состоит из твердоэлектролитной ячейки 2 на внеш"

0 4 ней н внутренней поверхности которой нанесены электроды 3 и 4. Элект1,оды

3 и 4 соединены проводниками с милливольтметром 5 и прибором 6 .для из-, мерения сопротивления ячейки 2 (например, измерительный мост переменного тока). Ячейка 2 установочными болтами 7 и 8 соединена с корпусом 9 печи 10. Для контроля температурного. режима в печи 10 используется термопара 11.

Устройство работает следующим об- разом.

При заданном тепловом режиме печи и при заданных скоростях анализируе.мого газа и газа сравнения посредством установочных болтов 7 и 8 ячейку

2 перемещают в печи 10 и измеряют при- бором 6 ее внутреннее сопротивление, фиксируют ячейку 2 в положении, где сопротивление ее минимально и измеряют ЭДС на ее электродах.

Изобретение применяется в различных отраслях промышленности, в частности.в теплоэнергетике для измерения содержания кислорода в топочных газах и дает экономический эффект, связанный с повышением точности измерения.

Формула изобретения

Способ измерения содержания кислорода в газовой смеси, заключающийся в том, что анализируемую смесь и газ сравнения, например воздух, подают на электроды твердоэлектролитной гальванической ячейки, нагретой до рабочей температуры, и измеряют ЭДС на ее электродах, по величине которой судят о содержании кислорода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, перед измерением ЭДС изменяют пространственное положение ячейки в зоне нагрева с одновременным измерением ее внутреннего сопротивления и фиксируют ячейку в положении, при котором ее внутреннее сопротивление минимально.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павленко В.А. Гаэоанализаторы.

М.-Л., 1965, с. 72.

2, Деянов В. А. Электрохимические датчики кислорода в схемах контроля и автоматизации процесса горения, "Электрические станции", 1975, Р 6, с.21 (прототнп).