КУЛОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА Российский патент 2023 года по МПК G01N27/42 

Предлагаемое изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах, предназначенных для измерения объемной доли влаги в газах.

Известная кулонометрическая ячейка содержит электроды в виде несоприкасающихся геликоидально намотанных спиралей из платиновой или родиевой проволоки, помещенных в канал трубки, выполненной из стекла. Трубка служит корпусом. Спирали закрепляются и частично утоплены на внутренней поверхности трубки. На электроды и несущую их поверхность нанесена пленка гигроскопического вещества, например, частично гидратированного фосфорного ангидрида Р₂О₅. К электродам через выводы в корпусе подводится электрическое напряжение постоянного тока. (СССР № 448774 М. Кл. G01N 27/02).

Анализируемый газ пропускается по трубке над гигроскопическим веществом. В ячейке непрерывно происходит два процесса: практически полное поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на водород и кислород с регенерацией фосфорного ангидрида.

Суммарный ток I₀ электролиза в кулонометрической ячейке при постоянном расходе согласно закону Фарадея пропорционален объемной доли влаги, содержащейся в анализируемом газе () и определяется по формуле:

где - объемная доля влаги в анализируемом газе, млн^-1;

- электрохимический эквивалент воды;

Q - расход анализируемого газа, см³/мин;

I₀ - общий ток электролиза кулонометрической ячейки, мкА.

Анализируемым газом может быть любой газ не взаимодействующий с фосфорным ангидридом - воздух, азот, аргон, водород, гелий. Эти газы отличаются друг от друга плотностью, поэтому при выпуске кулонометрических гигрометров из производства его необходимо настраивать на конкретный газ, т.е. необходимо установить необходимый расход через кулонометрическую ячейку, с помощью пневмосопротивления.

Целью настоящего изобретения является разработка кулонометрической ячейки с встроенным переменным пневмосопротивлением.

Необходимый расход газа через кулонометрическую ячейку установить с помощью переменных пневматических сопротивлений, которые подключаются последовательно с ячейкой.

Разные конструкции переменных сопротивлений приведены в литературе И.А. Ибрагимов, И.Г. Фарзане, Л.В. Илясов «Элементы и сиситемы пневмоавтоматики» Москва «Высшая школа» 1975, стр. 22. Рис. 2-2.

Для установки расхода через кулонометрическую ячейку подходят щелевые ламинарные пневмосопротивления и сопротивления типа поршень-канавка. Применение таких переменных пневмосопротивлений дает возможность плавно настраивать расход анализируемого газа через кулонометрическую ячейку.

Поставленная цель достигается тем, что во внутренний канал корпуса кулонометрической ячейки вводится подвижный цилиндр из материала не взаимодействующим с фосфорным ангидридом.

На чертеже представлена кулонометрическая ячейка, которая содержит корпус 1 выполненный в виде стеклянной трубки, геликоидальные электроды 2, помещенные во внутренний канал стеклянной трубки и частично в ней утоплены, пленку сорбента, покрывающую электроды и внутренний канал стеклянной трубки, выводы 3, подвижный цилиндр 4.

Кулонометрическая ячейка работает следующим образом:

К электродам через выводы в корпусе подводится электрическое напряжения постоянного тока. На вход кулонометрической ячейки, указанной стрелкой на Фиг., подается анализируемый газ. Суммарный ток электролиза в кулонометрической ячейке при постоянном расходе будет пропорционален объемной доли влаги в анализируемом газе и рассчитывается по формуле приведенной выше. Регулировка расхода анализируемого газа через кулонометрическую ячейку осуществляется переменным пневмосопротивлением типа поршень-канавка. Поршень - это подвижный цилиндр из материала не взаимодействующего с фосфорным ангидридом. Канавка - это геликоидальные электроды помещенные во внутренний канал стеклянной трубки и частично в ней утопленные.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах, предназначенных для измерения объемной доли влаги в газах. Кулонометрическая ячейка содержит корпус, выполненный в виде стеклянной трубки, геликоидальные электроды, помещенные во внутренний канал стеклянной трубки и частично в ней утопленные, пленки сорбента, покрывающие электроды и внутренний канал стеклянной трубки, выводы, подвижный цилиндр, при этом во внутреннем канале стеклянной трубки кулонометрической ячейки имеется переменное пневмосопротивление. Техническим результатом является упрощение пневматической схемы гигрометра. 1 ил.

Кулонометрическая ячейка, содержащая корпус, выполненный в виде стеклянной трубки, геликоидальные электроды, помещенные во внутренний канал стеклянной трубки и частично в ней утопленные, пленки сорбента, покрывающие электроды и внутренний канал стеклянной трубки, выводы, подвижный цилиндр, отличающаяся тем, что во внутреннем канале стеклянной трубки кулонометрической ячейки имеется переменное пневмосопротивление.