Электрохимическая ячейка Советский патент 1982 года по МПК G01N27/46 

(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА

Изобретение относится к технике газоаналитического приборостроения и мо жет быть использовано при создании электрохимических .газоанализаторов для измерения концентрации кислорода в газовых средах. Известна :)Лектрохимическая ячейка, в которой повышение чувствительности и стабильности показаний достигнуто тем, что вспомогательный электрод полностью окружен защитным, выполненным в виде сетки и расположенным в непосредственном контакте с поверхностью вспомогательного электрода, tl . Однако указанная конструкция не улуч шает динамических характеристик, а .чу&ствительность и стабильность показаний снижаются во времени из-за целого ряда факторов, в том числе дрейфа нулевого (фоновогю) сигнала, старения электродов и электролита, накопления продуктов окисления вспомогательного электрода и т.д. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электрохимическая ячейка, содержаш.ая емкость с электролитом, закрытую полимерной мембраной, закрепленной на перфорированной основе, под которой расположена помешенная в электролит электродная система, состоящая из катода и анода, между которыми установлен зашитный электрод, электрически соединенный с анодом 2 . Существенным недостатком известной ячейки яивляется сложность конструкции и технологии изготовления, вызванная тем, что улучшение чувствительности и стабильности достигается путем дополнительного введения в электрическую схему сложных электронных устройств (дифференциальных усилителей). Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что электрохимическая ячейка, содержа- шая емкость с электролитом, закрытую полимерной мембраной, закрепленной на перфорированной основе, под которой расположена помещенная в электролит электродная система, состоящая из катода и анода, между которыми установлен защитный электрод, электрически соединенный с анодом, снабжена дополнительным электродом, соединенным с анодом через регулирующий резистор, а между электро дами расположены ионообменные диэлектрические мембраны. На фиг. 1 изображена электрохимичес кая ячейка; на фиг. 2 - то же, электрическая схема. В корпусе 1 расположены катод 2 и ано 3, между которыми расположен защитны электрод 4, электрически соединяющий анод и катод. 1 Дополнительный электрод 5 и защитны электрод покрыты пленкой из материала ионной проводимостью - диэлектрической ионообменной мембраной 6, и дополнител ный электрод 5 контактирует с электролитом 7. Газопроницаемая мембрана 8 герметично закреплена в корпусе 1 на перфорированной основе и отделяет анализируемую среду от электролита. Дополнительный электрод 5 электрически соединен с анодом 3 через переменный резистор 9. Катод 2 соединен с регистрирующим прибором 1О; анод 3 также соединен с прибором 10. Устройство работает следующим образом. С помощью переменного резистора 8 на дополнительном электроде, изготовленном из любого электропроводного материала, и катоде при отсутствии изме.ряемого газа (кислорода) устанавливаются одинаковые потенциалы. Выходной сигнал регистрирующего прибора 10 в этом случае -равен нулю. При пропускании через ячейку анализируемой газовой смеси на катоде происходит электровосстановпение кислорода и выходной сигнал ячейки в этом случае пропорционален только концентра ции кислорода. Применение дополнительного электрода, покрытого диэлектрической ионообменной мембраной 6, совместно с пере-, менным резистором устраняет нулевой ток, обеспечивая высокую чувствительность и стабильность работы ячейки. При этом конструкция ячейки значительно упрощается , так как не требует дополнительного введения дифференциальных усилителей. В свою очередь, расположенный в контакте с катодом и анодом заищтный электрод, окруженный электрической ионообменной мембраной, локализует слой электролита, в прикатодном пространстве, и препятствует насыщению кислородом слоя электролита, расположенного за ним. Таким образом, процесс электровос- становления ускоряется и динамические характеристики газоанализатора улучщаются в 1,5т.2 раза. Кроме этого, мембраны на поверхности дополнительного электрода и защитного электрода препятствуют осаждению продуктов окисления, повышая стабильность работы газоанализатора. Формула изобретения Электрохимическая ячейка, содержащая емкость с электролитом, закрытую полимерной мембраной, закрепленной на перфорированной основе, под которой расположена помещенная в электролит электродная система, состоящая из катода и анода, между которыми установлен защитный электрод, электрически соединенный с анодом, отличающаяс я тем, что, с целью повышения точности измерений, она снабжена дополнительным электродом, соединенным с анодом через регулирующий резистор, а между электродами расположены ионообменные диэлектрические мембраны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 532798, кл. Q 01 N 27/ЗО, 1977. 2.Патент США № 4152233, кл. G 01 N 27/46, опублйк. 1979.

8 ff 6 ff

ф1/г.