Устройство для измерения парциального давления газа Советский патент 1988 года по МПК G01N27/46 G01L9/18 

2 3

ШЖ

Л л У . л-А

///.// / X //

/ /

ШЖ

У . л-А

s:

Фиё.1

14

Изобретение откосится к газоаналитической технт ер в частности к устройствам для измерения парциального газа в газовых смесях и может найти применение9 например для контроля содержания кислорода в выхпопньпс газах двигателей -внутреннего.сгорания

Целью изобретения является повы шение точности измерения парциально- го давления газа

На фиг,,1 изображено yc-rpoficrso разрез;, на фиг„2 - вариант конструкции устройства.

. Устройство для измерения парциаль ного давления газа (фиг„1 и 2) содер жит диэлектрическуто подложку 1j .на которую последовательно нанесены плен iкн электрода 2 сравненияд чувстви™ ;тельного, элемента 3 и измерительного электрода 4„ Пленка дополнительного электрода 5 расположена ка диэлект.ри- ческой подложке« Слой диэлект.рика 6 jразделяет электрод сравнения и допел- Iннтельный электрод Вольтметр 7 под I соединен к электроду сравнения и из Iмерительному электроду Источник 8 напряжения подсоединен к дополнитель- ному и измерительному электродам,- ;При использовании устройства для on- |ределения парциального давления кис- |Лорода электрод 2 сравнения вьятолня™ 1ется из смеси метал,па с его оксидом, например.из Ni и NiO, Измерительный 4 и дополнительный 5 электроды выпол

из Pt,

Аи, Чувст нены,

:вительный элемент 3 вьшолняется из твердого электролита с кисло гно ион ной провод1 гмостьЮд например из диоксида циркония, стабилизированного ок сидом кальция апн иттрия. Пленка элек трода 2 сравнения, чувствительного элемента 3s измерительного 4 и дополнительного 5 электродов5 а также диэлектрика 6 могут быть нанесень на диэлектрическую подложку J по любому методу тонко™ шш толсто1шеночной технологии.

Устройство работает сладукн-щм об- разом,

При помещении устройства в газовую смесь парциальное давление.газа в ко™ торой отлично от парциального давле™

ния газа на границе раздела электрод 2 сравнения - чувствитель;ный элемент 3, на электродах 2 и 4 возникает ЭДС измеряемая с помощью вольтметра 7, Ионьт газа, возни-кающие при его ионизации на границе измерительный электрод 4- - чувствительный элемент 3, диффундируют по решетке твердого электролита чувствительного элемента 3 к электроду 2 сравнения. Электрическое поле между электродами 4 и 5, создаваемое источником 8 напряжения, препятствует диффузии ионов и их разряду на электроде 2 сравнения. Тем са- iым уменьшается систематическая погрешность измерения, а также повышается наработка на отказ устройства за счет того, что металл электрода сравнения не расходуется путем окисления при разряде на нем,ионов газа. Таким образом, создание внешнего электростатического поля путем введения в предлагаемое устройство дополнительного электрода, на которьй по- даен отрицательный относительно электрода сравнения потенциал, позволяет примерно в два раза повысить точность измерения за счет уменьшения систематической погрешности измерения и в 1j,5 раза увеличить время работы уст- )ройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения парциального давления газа, содержащее диэлектрическую подложку, последовательно нанесенные на нее электрод сравнения, чувствите:11ьный элемент из твердого электролита и измерительный электрод, отличающееся TBMj что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным электродом и источником напряжения при этом дополнительный электрод введён со стороны электрода сравнения и изолирован от иего а источник напряжения соединен с измерительным и дополнительным электродами,причем потенциал дополнительного электрода отрицателей относительно потенциала электрода сравиеггшя.

v/ /////////////

/././ 77

- .4 . .... ,. 7, . -Л

гг ..,- - / л л

ч

I

//////

/././ 77

Изобретение относится к газоаналитической технике и позволяет повысить точность измерения парциального давления газ а. При помещении устройства в газовую смесь парциальное давление газа в которой отличается от парциального давления газа на границе раздела электрод 2 сравнения - чувствительный элемент 3, на электродах 2 и 4 возни кает ЭДС, измеряемая с помощью вольтметра 7. Ионы газа, возникающие при его ионизации на границе измерительный электрод 4 - чувствительный эле мент 3, диффундируют по решетке твердого электролита чувствительного элемента 3 к электроду 2 сравнения. Электростатическое поле между электродами 4 и 5, создаваемое источником 8 напряжения, препятствует диффузии ионов и их разряду на электроде 2 сравнения. 2 ил. i (Л

A

фие.2