КУЛОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА Российский патент 2023 года по МПК G01N27/42 

Предлагаемое изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах.

Известная кулонометрическая ячейка (А.с. СССР №448774 М. Кл G OI_n 27/02), состоящая из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса, трех проволочных платиновых или родиевых геликоидальных электродов, один из электродов является общим, а два других электрода расположены между витками общего с зазором пленки сорбента, покрывающей электроды и внутренний канал корпуса, и выводов к наружной поверхности корпуса.

В качестве пленки сорбента применяется, например, пленка частично гидратированного фосфорного ангидрида Р₂О₅. К электродам через выводы на наружной поверхности корпуса подводится электрическое напряжение постоянного тока.

Анализируемый газ пропускается по внутреннему каналу корпуса со стороны рабочей части. В ячейке непрерывно происходят два процесса: фактически полное поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на водород и кислород с регенерацией фосфорного ангидрида

P₂O₅+H₂O→НРО₃

2НРО₃→Н₂+½O₂+P₂O₅

При постоянном расходе газа согласно закону Фарадея величина тока электролиза является мерой влагосодержания газа, т.е. кулонометрические гигрометры имеют расчетную шкалу при условии полного поглощения влаги в ячейке.

Недостатком данной кулонометрической ячейки является ограничение срока службы и верхнего предела измерения влажности из-за перегрузки первых витков электродов.

Известна кулонометрическая ячейка (патент на изобретение №2228520 КУЛОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА) которая позволяет увеличить срок службы и верхний предел измерения влажности.

Недостатком данной кулонометрической ячейки является сложность в изготовлении ее в производстве.

Целью настоящего изобретения является увеличение срока службы и верхнего предела измерения влажности кулонометрической ячейки.

Поставленная цель достигается путем установки цилиндра из не сорбирующего влагу материала во внутренний канал стеклянного корпуса кулонометрической ячейки со стороны рабочей части, тем самым уменьшаем площадь поперечного сечения на входном участке кулонометрической ячейки.

Известна статья «Оценка погрешности неполноты поглощения влаги в кулонометрических гигрометрах». И.А. Соков Измерительная техника. №12 2009 год. В этой статье теоретически и экспериментально подтверждено, что поглощаемость влаги в кулонометрической ячейке зависит от многих факторов в том числе и от расхода анализируемого газа через кулонометрическую ячейку т.е. чем больше расход анализируемого газа через кулонометрическую ячейку или чем больше линейная скорость анализируемого газа через кулонометрическую ячейку, тем больше неполнота поглощения влаги кулонометрической ячейкой.

Следовательно, уменьшив площадь поперечного сечения на входном участке кулонометрической ячейки увеличится линейная скорость анализируемого газа на этом участке и увеличится неполнота поглощения влаги на этом входном участке, т.е. уменьшается ток электролиза на входном участке кулонометрической ячейки, что приводит к равномерному поглощению влаги по всей длине кулонометрической ячейки, а это увеличит срок службы кулонометрической ячейки и верхний предел измерения влажности.

На Фиг. изображена кулонометрическая ячейка, состоящая из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса 1, трех проволочных платиновых или родиевых электродов, один из электродов является общим 2, а два других электрода - рабочий 3 и контрольный 4 расположены между витками общего с зазором пленки сорбента, покрывающей электроды и внутренний канал корпуса, из не сорбирующего влагу материала, цилиндра 5.

Кулонометрическая ячейка работает следующим образом: анализируемый газ пропускается по внутреннему каналу корпуса со стороны рабочей части.

В кулонометрической ячейке непрерывно происходит два процесса: фактическое полное поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на водород и кислород с регенерацией фосфорного ангидрида и при постоянном расходе анализируемого газа согласно закону Фарадея величина тока электролиза является мерой влагосодержания и рассчитывается по формуле

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

- электрохимический эквивалент воды;

Q - расход анализируемого газа через кулонометрическую ячейку, см³/мин;

I₀ - ток электролиза кулонометрической ячейки, мкА.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах. Кулонометрическая ячейка состоит из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса кулонометрической ячейки, трех проволочных платиновых или родиевых геликоидальных электродов, один из электродов является общим, а два других электрода расположены между витками общего электрода с зазором, пленки сорбента, покрывающей электроды и внутренний канал корпуса, при этом во внутреннем канале стеклянного корпуса кулонометрической ячейки со стороны рабочей части на входном участке кулонометрической ячейки установлен цилиндр из не сорбирующего влагу материала. Изобретение позволяет увеличить срок службы и верхний предел измерений влажности. 1 ил.

Кулонометрическая ячейка, состоящая из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса кулонометрической ячейки, трех проволочных платиновых или родиевых геликоидальных электродов, один из электродов является общим, а два других электрода расположены между витками общего электрода с зазором, пленки сорбента, покрывающей электроды и внутренний канал корпуса, отличающаяся тем, что во внутреннем канале стеклянного корпуса кулонометрической ячейки со стороны рабочей части на входном участке кулонометрической ячейки установлен цилиндр из не сорбирующего влагу материала.