Проточный электрохимический анализатор реакционной газовой смеси Советский патент 1984 года по МПК G01N27/26 

4

00

СП

4 Изобретение относится к контроль но- измерительной технике и может быть применено в устройствах, регулирующих работу двигателей внутреннего сгорания, энергетических то ливных установок и других систем, в которых изменяется состав газовой фазы. Известен датчик концентрации кис лорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, работающий по принципу концентрационного элемента с твердым электролитом и платиновым электродами J. Недостатком известного датчика является большое время срабатывания поскольку конструктивно он вьшолнен как непроточный. Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является пр точный электрохимический анализатор реакционной газовой смеси, содержащий корпус с твердым электролитом, размещенным между двумя электродами, чувствительными к одному из компонентов реакционной смеси, причем индикаторный электрод установлен в эталонной газовой смеси, а чувствительный электрод- в реакционной смеси, приведенной в состояние термодинамического равновесия с использованием катализатора Электрод, помещенный в анализируемую газовую среду, служит одновреме но и катализатором, приводящим анализируемую смесь к термодинамическому равновесию, причем материалом электрода служит платина, диспергированная на поверхности стеклянной матрицы 23. Недостатком известного датчика является низкая точность определения концентрации из-за колебаний темпера туры измерительного электрода, вызва ных изменением количества тепла, выделяющегося в ходе катализа на .инд каторном электроде. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в проточном электрохимическом анализаторе реакционной газовой смес содержащем корпус с твердым электролитом, размещенным между двумя электродами, чувствительными к одному из компонентов реакционной газовой смеси, индикаторный электрод установлен в эталонной газовой смеси. а измерительный электрод- в реакционной газовой смеси, приведенной в состояние термодинамического равновесия с использованием катализатора, корпус выполнен с калиброванным отверстием и с возможностью ввода реакционной газовой смеси вдоль измерительного электрода, изготовленного из материала катализатора и разделенного на две зоны по ходу реакционной газовой смеси, при этом первая зона изолирована от твердого электролита, а размер отверстия и длина первой зоны выбраны из условия достижения термодинамического равновесия в реакционной газовой смеси в результате ее движения вдоль первой зоны. На чертеже схематически представлен предлагаемый анализатор. Анализатор содержит корпус 1, калиброванное отверстие 2, через которое анализируемый газ попадает в датчик, измерительный электрод 3, индикаторный электрод 4, слой инертного изолятора 5, твердьйэлектролит 6. Анализатор работает следующим образом. Реакционная газовая смесь попадает в датчик в направлении, указанном стрелкой на чертеже. Проходя вдоль поверхности измерительного электрода 3, реакционная газовая смесь приходит в термодинамич-еское равновесие с помощью катализатора, при этом температура газовой смеси выравнивается. При достижении потоком газовой смеси части измерительного электрода, контактирующего с твердым электролитом, возникает разность потенциалов между измерительным и индикаторным электродами вследствие раз личин в концентрации определяемого компонента в реакционной газовой смеси и в эталонной среде, в которую помещен индикаторный электрод 4. Эта разность потенциалов определяется соответствующей электрической измерительной системой. Диаметр калиброванного отверстия 2 и длина участка измерительного электрода 3, изолированного от твердого электролита, выбираются такими, чтобы газовая смесь при достижении участка измерительного электрода 3, контактирующего с твердым злектролитом, находилась в состоянии термодинамического равновесия. В,качестве твер31дого электролита можно использоват диоксиды тория или церия, стабили-: рованные оксидами кальция, иттрия,ч скандия и некоторыми другими. В ка честве материала электродов могут быть использованы платина, золото,, . серебро или сплавы на их основе. 54Л Использование предлагаемой конФЩ 1УЗЩЩ, лоф.,1ИЛсить ТоЧ1дос оЛф«деленин анйЛй piyeMOFo к-ой -ейт-а в реакционной газовой смеси за счет обеспечения постоянства демпаратуры измерительного электрода 1 процессе иэмереиия.

ПРОТОЧНЬЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР РЕАКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащий корпус с твердым электролитом, размещенным между двумя электродами, чувствительными к одному из компонентов реакционной газовой смеси, причем индикаторный электрод установлен в эталонной газовой смеси, а измерительньй электрод - в реакционной газовой смеси, приведенной в состояние термодинамического равновесия с использованием катализатора, о т л ичающийся тем, что, с целью, повышения точности измерений, корпус выполнен с калиброванным отверстием и с возможностью «ввода реакционной газовой смеси вдоль измерительного электрода, изготовленного из материала катализатора и разделенного на две зоны по ходу реакционной газовой смеси, при этом первая зона g изолирована от твердого электролита, СП а размер отверстия и длиНа первой зоны выбраны из условия достижения термодинамического равновесия в реакционной газовой смеси в результате ее движения вдоль первой зоны.