Электрохимический датчик кислорода Советский патент 1988 года по МПК G01N27/46 

со

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в анализаторах кислородсодержания расплавленных металлов, основанных на использовании твердоэлектролитных датчиков. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и увеличение срока службы датчика без восстановления защитного элемента.

На чертеже изображен схематично электрохимических датчик кислорода.

Датчик содержит пробирку I из твердого электролита (ZrOa, стабилизированный 2Оз) эталонный электрод 2 с токосъемником 3, защитный металлический чехол 4, являющийся наружным токосъемником. Рабочим электродом в этом случае является расплав металла 5. Токосъемники 3 и 4 соединены с вольтметром 6. Защитный элемент 7 формируется в виде пробки в полости защитного чехла, перекрывая рабочую поверхность пробирки 1. Он изготовлен из смеси инертного керамического наполнителя, полифосфатной связки и порощка анализируемого металла при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Наполнитель8-20

Связка6-10

Анализируемый металл Остальное Электрохимический датчик кислорода работает следующим образом.

Перед погружением датчика в расплавленный металл, например медь, его предварительно прогревают над расплавом, после чего погружают в расплав. При этом пробирка 1 плавно прогревается до температуры расплава, не имея с ним непосредственного контакта. Медный порошок, входящий в состав защитного элемента 7, прогреваясь в расплаве, начинает плавиться от поверхности, контактирующей с анализируемым расплавом, к поверхности пробирки 1. Такое постепенное плавление обеспечивает плавный прогрев пробирки 1 и исключает опасность ее разрушения от термоудара. Расплавленная медь в порах керамического

0

каркаса защитного элемента 7 быстро обменивается с анализируемым металлом, поэтому уже через 10-15 с показания вольтметра устанавливаются на уровне, соответствующем кислородсодержанию расплава.

По измеренной разности потенциалов в соответствии с уравнением Нернста рассчитывают активность растворенного кислорода.

Повыщение содержания наполнителя

Q без увеличения количества связки дает непрочную металлокерамическую массу (пробка рассыпается до погружения), а увеличение содержания наполнителя или связки выше предлагаемых пределов дает «глухую пробку с малой пористостью. Введение в мас5 су компонентов в предлагаемых пределах приводит к получению датчика многоразового действия, выдерживающего 10-15 погружений, при несущественном для дискретных измерений (до 15 с) увеличении времени готовности к работе. При этом датчик выходит из строя из-за нарушения целостности твердоэлектролитной пробирки («закорачивание сигнала) без разрушения защитного элемента.

5Формула изобретения

Электрохимический датчик кислорода; содержащий пробирку из твердого электролита, эталонный электрод, защитный металлический чехол и защитный элемент, выпол- 0 ненный в виде пробки, изготовленной из смеси инертного керамического наполнителя полифосфатной связки и порошка анализируемого металла, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения срока службы дат- 5 чика без восстановления защитного элемента, компоненты смеси взяты в следующих количественных соотношениях, мае. %: Инертный наполнитель8-20

Полифосфатная связка 6-10 Q Порошок

анализируемого металла Остальное

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в анализаторах кислородсодер- жания расплавленных металлов. Цель изобретения - увеличение количества теплосмен выдерживаемых датчиком без восстановления защитного элемента. Электрохимический датчик содержит пробирку из твердого электролита, эталонный электрод с токосъемником, защитный металлический чехол, являющийся наружным токосъемником, и защитный элемент. Защитный элемент выполнен в виде пробки из материала следующего состава, мае. %: инертный наполнитель 8- 20; полифосфатная связка 6-10; порощок анализируемого металла - остальное. 1 ил.