Изобр-етен-ие относится к устройствам дтя автоматического измерения содержамия кислорода в сточных и природных водах и может быть использовано в химической, нефтехимичесшй, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известно устройство для автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природных водах, содержащее полярографический датчик, состоящий из гальванического элемента и термосопротивления и связанный с измерительным блоком, причем гальванический элемент включает в себя основной индикаторный и вспомогательный электроды.
К недостаткам известного устройства можно отнести несовершенство измерительной схемы, обусловленное использование1М стационарного регистрирующего потенциометра типа ПСР с низкоомным входом и датчика температуры- полупроводникового термосопротивления с недостаточно отрицательным температурным кОЭффициеитом. Кроме того, сравнительно большой остаточный ток и отсутствие системы компенсации остаточного тока.
Все это приводит к снижению точности и надежности работы известного устройства в целом, а также исключается возможность его использования в лабораторных и полевых условиях.
С целью ликвидации указанных недостатков предложенное устройство снабжено компенсатором остаточного тока, подключенным к гальваническому элементу, имеющему дополнительный индикаторный электрод, соединенный с основным индикаторным электродом, причем электроды располол ены соответственно на внутренней и внешней поверхностях корпуса гальванического элемента, а вспомогательный электрод выполнен в виде полого цилиндра с отверстием на его боковой поверхности.
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - конструкция гальванического элемента.
Устройство содержит полярографический датчик /, состоящий из гальванического элемента 2, включающего основной индикаторный электрод 3 соединенный с дополнительным индикаторным электродом 4, вспомогательный электрод 5, причем все электроды погружены в электролит 6 и закрыты полимерной мембраной 7. Кроме того, устройство содержит термосопротивления 8, которые связаны с измерительным блоком 9. Измерительный блок 9 содержит регистрирующий двухшкальный микроамперметр 10, подключенный к датчику 1 посредством переключателей Л и 12 н регулятора шкалы содержания кислорода
компенсатора остаточного тока 15. Регистрирующий микроамперметр 10 связан через усилитель 16 мостового типа с термосопротивлеНием 8. Гальванический элемент 2 располагается в цилиндрическом корпусе 17 (фиг. 2), на части боковой перфорированной поверхности которого размещен основной индикаторный электрод 3, выполненный в виде платиновой сетки. Дополнительный индикаторный электрод 4 также из платиновой сеткн располагается внутри корпуса 17, который устанавливается во вспомогательный электрод 5, выполненный в виде полого кадмиевого цилиндра с отверстием прямоугольной формы на его боковой поверхности и крепится при помощи виитов 18. Л ежэлектродное пространство заполняется жидким электролитом 6. Гальванический элемент 2 отделен со стороны основного индикаторного электрода 3 от анализируемой воды полимерной мембраной 7, которая прижимается к поверхности электрода 5 резиновой прокладкой 19, имеющей отверстие прямоугольной формы. Заливка электролита 6 в межэлектродное пространство производится через отверстие 20 с предварительным снятием крыщки 21, в верхней части которой имеется ввод 22 для соединительного кабеля. Крь1шка 2Г герметизируется с помощью резиновой прокладки 23.
При контакте датчика устройства с анализируемой водой молекулы растворенного кислорода диффундируют через полимерную мембрану 7 к основному индикаторному электроду 3, на котором происходит их электровосстановление. Электролит 6 служит для электрической связи основного индикаторного электрода 5 и дополнительного индикаторного электрода 4 с вспомогательным электродом 5, потенциал которого обеснечивает необходимую величину потенциала электродов 5 и 4, лежащую в области предельного диффузорного тока электровосстановления кислорода. Электрохимическая реакция на основном индикаторном электроде 3 идет одноступенчато с потреблением четырех электронов:
Oj -f 2НаО -f 4г 4ОНПри этом происходит растворение металла вспомогательного электрода:
Cd - Cd + 2е
В результате во внещней измерительной цепи возникает предельный диффузионный ток процесса, регистрируемый микроамперметром 10, п.ричем величина тока прямо пропорциональна содержанию растворенного кислорода.
Полимерная мембрана 7 проницаема практически только, для кислорода, что обеспечивает селективность измерения растворенного кислорода.
Дополнительный индикаторный электрод 4 задерживает ионы ОН и Cd при их диффузии в электролите 6, предотвращая тем самым загрязнение основного индикаторного электрода 3 ионами Cd и вспомогательного электрода 5 ионами ОН. Проникновение кислорода в межэлектродное пространство вследствие
0 возможной разгерметизации гальванического элемента 2 или его присутствие в растворенном виде в электролите 6 ведет к электровосстановлению кислорода на дополнительном индикаторном электроде 4, обеспечивая тем
5 самым максимальный градиент концентрации кислорода по обе стороны полимерной мембраны 7, а также минимальное значение остаточного тока. Компенсация остаточного тока после стабилизации датчика осуществляется
0 ручной регулировкой компенсатора 15 величины противо - Э.Д.С., подаваемой в цепь гальванического элемента 2.
Учет температурного эффекта гальванического элемента 2 производится аналитически
5 с предварительным из1мерением температуры анализируемой воды с помощью термосопротивления 8 по щкале измерения температуры регистрирующего микроамперметра 10. Измерение осдержания кислорода или температуры осуществляется поочередно по соответствующим щкалам микроамнерметра 10 с помощью гальванического элемента 2 и термосопротивления 8, подключаемым к измерительному блоку 9 переключателями 11 к 12.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического измерения
0 содержания кислорода в сточных и природных водах, содержащее полярографический датчик, состоящий из гальванического элемента и термосопротиБления и связанный с измерительным блоком, причем гальванический элемент включает в себя основной индикаторный и вспомогательный электроды, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, точности и удобства измерения, оно снабжено компенсатором остаточного тока,
0 подключенным к гальваническому элементу, имеющему дополнительный индикаторный электрод, соединенный с основным индикаторным электродом, расположенными соответственно на внутренней и внешней поверхностях
корпуса гальванического элемента, а вспомогательный электрод выполнен в виде полого цилиндра с отверстием на его боковой поверхности.
Фиг J
18
