Электрохимический датчик

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических. Республик ф 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.0779 (21) 2795393/18-25, (51) М. КЛ. с присоединением заявки №

G 01 N 27/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,04.81, Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 25,04.81 (53) УДК 5 4 3. 2 74 (088.8) Л.И. Сургай, И.И. Просветов, А.Д. Сергеев и О.Н. Мирошников (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и опытно-констру торскйтт"<" (71) Заявитель институт автоматизации черной металлургии (54 ) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к технике измерения содержания кислорода в газовых средах, в частности к электрохимическим датчикам,и может быть использовано в хнъ".наческой и металлургической промышленности.

ГальваничесКие ячейкг, снабженные, измерительным и образцовым электродами, позволяют измерять концентрацию кислорода путем определения химического кислородного потенциала анализируемой среды. Однако генерируемая

ЭДС зависит от разности температур на образцовом и измерительном электродах, что существенно снижает точ- 15 ность измерения.

Известна гальваническая ячейка на твердом электролите В виде пробирки, содержащая рабочий участок с.переменной толщиной стенки и дополнительным 20 измерительным электродом, с помощью чего компенсируется влияние разности температур на электродах (1).

Однако известная ячейка сложна в изготовлении, а наличие вычислительных блоков вносит дополнительную погрешность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является электрохимический датчик, .содержащий твердоэлектролитную ячей- 30 ку, выполненную в виде трубки с внутренним и внешним электродами, и расположенный вокруг трубки нагреватель (2 ).

К недостаткам известного устройства следует отнести наличие паразитной термо-ЭДС,которая возникает за счет того, что наружный электрод, устанавливаемый со стороны нагревателя, имеет большую температуру чем внутренний.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в электрохимическом датчике, содержащем твердоэлектролитную ячейку, выполненную в виде трубки с внутренним и ьнешним электродами, и расположенный вокруг трубки нагреватель, внутренний электрод, смещен вдоль оси трубки относительно внешнего в сторону возрастания температурного поля.

На фиг. 1 изображен электрохимический датчик, разрез; на фиг. 2— характеристика температурного поля нагревателя.

Электрохимический датчик содержит трубку 1, наружный электрод 2, внутренний электрод 3, выводы 4 и 5, нагреватель б. Электроды 2 и 3 нанесе824011

Формула изобретения

4 ие.1

ВНИИПИ Заказ 2097/62 Тираж 907 Подписно

Филиал ППП "Патент", г.ужгррод,ул.Проектная,4

I ны на трубку 1 со смещением аС, которое зависит от разности температур наружного 2 и внутреннего 3 электродов в пойеречном сечении(на участке совмещения) и от крутизны изменения темпеватурного поля нагревателя 4 (крутизны изменения температуры по длине трубки). Нагреватель 4 может быть выполнен с линейно возрастающим температурным полем, причем поле возрастает в сторону противоположную сме-10 щению наружного электрода 2. Такое выполнение нагревателя может быть обеспечено, например путем уплотнения витков спирали в требуемом направлении.

Принцип действия датчика объясняется, линией 7 (cM. фиг. 2),изображающей изменение температуры по длине трубки 1. Величина смещения электродов аЕ определяется в этом случае из формулы 20

ы где d — крутизна изменения температуры по длине нагревателя, ОС/мм;

25 — разность температур,наружного и внутреннего электродов на участке совмещения, С.

При подаче в датчик измеряемой смеси и эталонной, генерируемая дат чиком ЭДС определяется уравнением

Нерста. Паразитной термо-ЭДС в этом случае не будет.

Применение предлагаемого технического решения позволяет повысить точность определения процентного содержания кислорода в потоке продуктов горения и довести ее до 1,5-2%, против 4%, имеющихся в настоящее время.

Электрохимический датчик, содержащий твердоэлектролитную ячейк в п лненную в виде трубки с внутрены о кур ним и внешним электродами, и расположенный вокруг трубки нагреватель,4 о,т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, внутрен ний электрод смещен вдоль оси трубки относительно внешнего в стьрон У возрастания температуры поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 493719, кл. G 01 N 27/46, 1975.

2. Патент Великобритании

9 1313508, кл. G 1 М, опублик. 1970 (прототип).