Электрохимический датчик состава печной атмосферы Советский патент 1990 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к химико- термической обработке изделий и может быть использовано для измерения углеродного потенциала по содержа- нию кислорода печных атмосфер и других газовых сред.

Цель изобретения - повышение стабильности показаний датчика и его надежности путем уменьшения количе- ства механических контактов, а также совмещения функций воздуховода и электрода, позволяющее уменьшить .циркониевую оболочку.

На чертеже изображено предлагаемое

устройство, общий вид в разрезе.

Устройство имеет держатель 1, преставляющий собой трубку, выполненную из жаропрочного токопроводящего материала, на которую надета металли- ческая гайка 2 с резьбой на внешней поверхности, шайба 3, выполненная из металла и имеющая в сечении прямоугольный треугольник, обращенный гипотенузой внутрь. Прокладка 4 для от деления внутреннего пространства от внешнего выполнена из резины и представляющая собой кольцо круглого сечения. В верхней части держатель I заканчивается с наружной стороны резьбой для приема втулки 5, выполненной из диэлектрического материала. Несколько ниже резьбы держатель 1 имеет клемму 6 для осуществления внешнего токоотвода, выполненную из токопроводящего материала. В нижней части держатель 1 с внутренней стороны соединен с керамической ячейкой 7 при помощи высокотемпературного клея 8. Ячейка 7 представляет собой пробирку, выполненную из материала с ионной проводимостью с внешней и внутренней сторон которой нанесены внешний 9 и внутренний 10

п

5

0

д

5

электроды, выполненные из материала платиновой группы. Держатель 1 соединен с внешним электродом 9 при помощи платиновой проволоки 11.

Внутри держателя соосно с ним проходит патрубок 12 для подвода эталонного газа, выполненный из жаропрочного токопроводящего материала и выполняющий одновременно функции электрического проводника. Несколько ниже верхнего торца патрубок 12 имеет клемму 13 для осуществления внутреннего токоотвода, а нижний торец, обращенный к внутреннему электроду и находящийся с ним в непосредственном контакте, снабжен слоем платины 14 для осуществления надежного электроконтакта и имеет прорези для выхода эталонного газа. На верхний конец патрубка 12 надет колпачок 15, установленный на наружной поверхности при помощи уплотнительного кольца 16. На боковой стороне колпачок имеет отверстие для эталонного газа.

Колпачок 15 и диэлектрическая втулка 5 соединены между собой при помощи пружин 17, которые создают гарантированное поджатие патрубка 12 к внутреннему электроду 10. Усилие поджатия регулируется втулкой 5, которая может вывинчиваться и завинчиваться, кроме того, втулка 5 центрирует патрубок 12 по отношению к держателю 1 и выполняет функции изолятора, предупреждая контакт внутреннего и внешнего электрода.

Помимо этого, на чертеже изображены часть корпуса печи 18 и крепежная втулка 19 для приема гайки 2.

Датчик состава печной а мосферы работает следующим обратом.

С внутренней стороны керамическая ячейка 7 омывается тааокным газом с

известным содержанием кислорода, например воздухом, а с другой - анализируемым газом. Работа датчика основана на возникновении ЭДС на поверхности керамической ячейки 7, так как она разделяет вещества с различной химической активностью кислорода. Величину парциального давления кислорода в атмосфере позволяет измерить датчик.

С внутренней поверхности ячейки 7

сигнал через внутренний электрод 10, платиновый контакт 14 патрубка 12 поступает на клемму 13 патрубка. С внешней поверхности ячейки 7 сигнал через внешний электрод.9, платиновую проволочку 11, держатель 1 поступает на клемму 6, а затем на регистрирующие приборы. Поскольку сигнал, вырабатываемый ячейкой 7, пропорционален давлению кислорода в атмосфере печи при постоянном значении парциального давления кислорода в эталонном газе, окиси углерода в анализирующем газе и при Т const давление кислорода в анализируемом газе однозначно связано с -углеродным потенциалом, то с помощью датчика достаточно точно

0

5

а

определяется актгвность углерода в атмосфере.

Предлагаемый датчик отличается повышенными стабильностью показаний и надежностью. При его изготовлении экономятся драгоценные металлы.

Формула изобретения Электрохимический датчик состава печной атмосферы, содержащий керамическую ячейку, выполненную из материала с ионной проводимостью, закрепленную в держателе, наружный и внутренний электроды, выполненные из материалов платиновой группы, внешний и внутренний токоотводы, о т- личающийся тем5 что, с целью.повышения стабильности показаний датчика и его надежности, держатель выполнен из жаропрочного то- копроводящего материала и соединен с внешним электродом платиновой проволокой, причем внутри него установлен патрубок для подвода эталонного газа, расположенный в непосредственном контакте с внутренним электродом и снабженный слоем платины на торце с прорезями для выхода газа, обращенном к внутреннему электроду.

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий и может быть использовано для измерения углеродного потенциала по содержанию кислорода печных атмосфер и других газовых сред. Целью изобретения является повышение стабильности показаний датчики и его надежности. Электрохимический датчик состава печной атмосферы содержит держатель 1, внутри которого, соосно с ним, установлен патрубок 12 для подвода эталонного газа, и внешний и внутренний токоотводы. В держателе 1 закреплена выполненная из материала с ионной проводимостью керамическая ячейка 7 с внешним 9 и внутренним 10 электродами. Электроды выполнены из материала платиновой группы. При этом держатель 1 выполнен из жаропрочного токопроводящего материала и для осуществления внешнего токоотвода соединен с внешним электродом платиновой проволокой. Патрубок 12 для подвода эталонного газа также выполнен из жаропрочного токопроводящего материала и для осуществления внутреннего токоотвода установлен в непосредственном контакте с внутренним электродом 10 и снабжен слоем платины на обращенном к внутреннему электроду торце с прорезями для выхода газа. 1 ил.

Составитель А.Щитов Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич

Заказ 1061

Тираж 512

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Н.Король

Подписное