Анализатор электрохимически активных газов Советский патент 1981 года по МПК G01N21/78 

1

Изобретение относится к информационно-измерительным системам контроля, в частнЬсти к устройствам для определения электрохимически активных газов, и может быть ислользовано в тех областях науки и техники, где име ется необходимость непрерывного контроля заданного газового режима, в

.частности в химической, нефтехимической, горнодобывающей промышленностях, в автомобильном транспорте, авиации, медицине.

Известны газоанализаторы, осно ванные на изменении цвета определяемых веществ при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси - фотоколориметрические газоанализаторы жидкостные и ленточные, в которых определение анализируемого .газа осуществляется по светопоглощению индикаторного раствора или ленты, пропитанной или смоченной раствором, вступающим в реакцию химического взаимодействия с

определяемым компонентом газовой среды. Указанные анализаторы применяют, главным образом, для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях 1 .

Известны также электрохимические анализаторы активных газов, содержащие электрохимическую ячейку, позволяющие определять концентрацию газа в смеси либо по электропрово10димости, либо по току, и регистрировать ее вторичными приборами 2 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является анализатор электрохимически активных газов,

ts одна из стенок корпуса которого выполнена в виде селективно проницаемой мембраны, а электроды помещены в электролит и подключены к источнику постоянного тока -3 .

20

Недостатками этого изобретения являются отсутствие возможности визуального определения концентрации газа непосредственно в самом анали заторе, необходимость вторичной аппаратуры, что усложняет и увеличивает габариты устройства и ухудшает оперативность восприятия информации. Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение его габаритов и повышение точности. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус, у которого, по меньшей мере, одна из стенок выполнена в виде селективно проницаемой мембраны, и электроды, подключенные к источнику тока и помещенные в электролит, перпендикулярная мембране стенка корпуса выполнена из светопроницаемого материала, а электролит содержит окислительно-восстановительный краситель, который при пороговом значении потен циала и под действием электрохимически активного газа изменяет свои оптические характеристики, причем редокс потенциалов красителя и анализируемого газа соответствует условию Е о красителя газа (анализ) . . При этом один из электродов выпол нен в виде резистивного элемента, В -результате воздействия постоян ного тока, протекающего через ячейку и диффузии анализируемого газа чере раствор, создается граница цветности которая при изменении концентрации анализируемого газа, но при постоянной величине тока смещается. Это по зволяет визуально определять наличи электрохимически активных газов, применяя проницаемые для определяемого газа мембраны и соответствующий окислительно-восстановительный краситель. Для количественного опред ления концентрации газа светопроницаемая стенка корпуса снабжена шкал , фиксирзтощей концентрацию газа по ра положению границы цветности красител Для увеличения контрасности границы цветности и тем самым повьш1ения чувствительности анализатора один и электродов предлагаемого устройства может быть выполнен в виде резистивного .элемента. На фиг. I приведен предлагаемый анализатор, общий внц; на фиг, 2 устройство с электродом, представля ющим собой резистивный элемент, вариант. Анализатор, например кислорода, состоит из корпуса 1, заполненного электролитом: 0,1 н водный раствор КС1 (кон), содержащим 10 раствор красителя метиленового синего, редокс потенциал которого Е(,,534 В, плоских электродов 2 и 3, вьшолненных из платинированных переходных металлов, подключенных к источнику постоянного тока 4, газопроницаемой мембраны 5, например силоконовой, являющейся одной из стенок корпуса, закрываемой пьшеуловителем 6, например электростатического типа, и шкалы 7, расположенной на светопроницаемой стенке корпуса 1, Электрод 2 вьшолнен в виде сетки для уменьшения влияния на диффузию кислорода и установлен в непосредственной близости от мембраны. Потенциал электрода 3, установленного у противоположной стенки корпуса, составляет 0,А5 В относительно хлорсеребряного электрода, благодаря чему на нем происходит восстановление красителя. При использовании отраженного света одна из стенок корпуса для повьш1ения контрастности может быть изнутри окрашена. Устройство работает следующим образом. Анализируемый газ через пылеуловитель и газопроницаемую мембрану диффундирует в раствор электролита с погруженными в него плоскими электродами, закрепленными в корпусе, окисляя при этом краситель, содержащийся в электролите. Через ячейку пропускают постоянный электрический ток, благодаря чему на электроде 3 происходит восстановление красителя. Положение границы цветности (равновесие между окисленной и восстановленной формой красителя) зависит от количества кислорода в окружающей среде и от величины протекающего через раствор электрического тока. Положение границы цветности фиксируется по шкале 7, которая отградуирована в %-ных величинах.,анализируемого газа. Диапазон измерения концентрации кислорода 0-25%, Предельная концентрация кислорода 1-2%, На фиг, 2 показан анализатор, один из электродов которого представляет собой резистивный элемент, вдоль которого происходит падение напряжения и тем самым имеется точка на электроде, потенциал которой соответстует редокс потенциалу восстановления красителя. Граница цветности в этом ана