УСТРОЙСТВО для АВТОЛ1АТИЧЕСКОГО КОНТРОТТЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В ШАХТНОЙ АТМОСФЕРЕ Советский патент 1973 года по МПК G01N27/48 G01N30/96 

1

Изобретеиие относится к устройствам для авто.матического контроля концентрации кислорода в шахтной атмосфере и .может быть использовано в любых областях науки и те.члики, где имеется нео;бходи:мость «епрерывного контроля или поддержки заданного уровня кислородного режима в газовой смеси.

Известно устройство для авто.матического контроля концентрац кислорода в iiiaxTHoii и руд)1ичной атмосфере, содержащее полярографический датчик гальванического типа с тср.мосопротивлением и измерительный блок.

Недостатками указанного устройства являются несовершенство измерительной схемы, заключаюш,ееся в отсутствии авто.матическои компенсации (термостабилизации) те.мпературного эффекта датчика; недостаточная чувствительность; необходимость сравнительно часто11 ревизии электрохим-ической системы с целью замены электролита, полимерной мембраны и лромывки электродов; необходи.мость калибровки датчика после смены полимерной мембраны.

Цель изобретения - повышение точности автоматического контроля концентрации кислорода в шахтной атмосфере и надежности работы устройства. Это достигается тем, что устройство снабжено электронагревательным элементом, размещенным в межэлектродном пространстве датчика, а термосопротивление

установлено внутри датчика и соединено через измерительный блок с электронагревательным эле.моггом, причем катод датчика вЕ шолнен в виде перфорированного золотого цилиндра, а анод - в съемного цилиндрического стержня из прессованного кадмиевого порошка.

На фиг. 1 иоказана функциональная блокс.чема предлагаемого устройства; иа фиг. 2 - терлюстабллизироваииый полярографический

0 датчик гальванического типа и узел I датчика.

Устройство содержит полярографический датчик / гальванического типа с термосопротивлен}1ем 2 и электронагревательным элемен5том 5 и 1змерительный блок 4. Термосопротивление включено в одно из плечей мостовой схемы 5. Измерительная диагональ мостовой схемы соединяется с усилителем напряже}П1я 6. откуда сигнал поступает на усилитель

0 постоянного тока 7, включающий или отключающий электронагревательный элемент 3.

Полярографический датчик 7 представляет собой гальванический элемент, катод 8 которого выполнен в виде перфорированного

5 золотого цилиндра, а анод .9 - в виде съемного цилиндрического стержня из прессованного кадмиевого порошка. Перфорированный катод 8 установлен на внешней стороне корпуса W датчика /. При монтаже нредуслгатри0

Бается совпадение отверстий перфораций золотого катода и корпуса (перфорация корпуса служит для обеспечения доступа электролита из внутренней части датчика к катоду). Анод 9 размещен внутри корпуса 10 датчика /. Полимерная мембрана //, изготовленная заранее в форме цилиндра, закреплена на корпусе датчика при помощи зажим«ьгх колец, расположбЕных в профилированных ка иавках корпуса. На внешней стороне корпуса датчанка сделана Винтообразная канавка, в кото:ру10 уложен электронагревательный элемент 3 у виде платиновой спирали. Внутри датчика У вблизи полимерной .мембраиы // расположено термосопротявление 2, служащее для контроля и регулирова1ния температуры элекгролгга. Пруж-нна 72 и пробка }3 обесггечпвают контакт анода 9 с токоотзодящей золотоГ пластинкой и герметизируют датчик /.

Устройство работает следующим образом.

При .контакте датчика с кислородсодержащей газовой смесью молекулы кислорода диффундируют через нолимерную мембрану // к катоду 8, на котором пронс.ходит их Электравосстановление. Электролит, заполняющий вес межэ.тектродное простраиство. служит для элсктричес.кой связи катода 6 с анодом 9, гготенциал которого обесггечивает необходимую величину потенциала катода, лежащую в области предельного диффузионного тока электровосстановления кислорода. Электрохимическая реакция на катоде протекает одноступенчато с потреблением четырех э,-1ектро1 01

О2+2Н20+4е- 4ОН

При этом происходит pacTBopeinie .металла а I го да.

Для иредотвращення вл.ияння колебании температуры окружающей среды на показания полярографического датчика / служат электрокагренательный элеме 3 и термосопротивление 2, включенное в одно -из илечей мостовой схе.мы 5. Первоначально сбалансированная мостовая схе.ма лри отклонении те.мнературы окружающей среды от контрольного

уровня выходит из равновесия вследствие изменения величины соиротивления термосопротивлеиия 2. В диагонали схемы появляется сигнал, который усиливается усилителем напряжения 6 и подается на усилитель постоянного тока 7, в э.читтер которого включено реле, включающее электронагревательный элемент 3 при снижении температуры электрол;1та дптчнка7 ниже заданного уровня. Таким образом, устройство иозволяет поддоржмвать томисратуру электролита иа заданном уровне с точностью ±0,5С и обеспечивает тем самым пиутрепнюю терМостабилизаиию полярографического датчика. Задаишлй уро:-;снь темиературы выбирается -мпкс1:млл:)иа

возможным ир.и работе в даины.х с,.

1.Устр011ст1;о для автоматического контроля (О1щеитраци; кислорода в и.тахтиой атмос()ерс, содержащее полярографический датчш-: гальвя-нического типа с термосопротивлеиием и 1змерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повыи ения точности гзмерения и надежио;ти работы устро11ства, оно снабжено электроиагрсвательньш элементом, размеп1ениы.м в межэлектродном пространстве датчика, а термосоиротиБленме установлено в}1утри датчика и соедн;1еио через измерительный блок с электронагревательным элементом.

2.Уст|1ойство 110 и. , отлпчающеес. тем, что катод датчика выполиеи в виде перфорирова.ииого золотого цили|Ндра, а анод - в виде съемного цилиндрического стержня из прессо.чаиного кадмиевого иороииса.

yjen i

-

И

i. Й-;И Й-5 Mp 1i|W -.

iSr ; .. h-iVll-L

Риг.2