Устройство для парциального измерения давления кислорода Советский патент 1983 года по МПК G01N27/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИОНАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

„...: . - . 1 -; Изобретение относится к полярографии а именно к полярографическим устройствам для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде, и может быть использовано в океанологии, рыбном хозяйстве, технологических процессах. Известнь устройства для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде, представляющие собой полярографическую яюйку с платиновым индикаторным электродом и серебрянным электродом сравнения, опущенными в электролит и отделенными от измеряемой среды газопроницаемой мембраной (так называемый электрод Кларка) С1 3 . Однако показания указанных устройств сильно зависятот гидродинамических условий в примембранном слое исследуемой жидкости. Поэтому при их испопьзо- вании в натурных условиях наблюдается значительный разброс показаний. Воспроизводимые измерения можно получить только методом отбора проб или организацией постоянно принудительного протс ка жидкости в ячейке. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус-рройство, содержащее полярографический датчик и магнитную мешалку, приводимую в движение электромотором и служащую для создания постоянньк гидродинамических условий в примембранном слое жид кости кислородного электрода Кларка Г2. . Известное устройство нельзя непосредственно использовать для регистрации кислорода в естественных усиловиях, так как мотор мешалки не герметизирован, и для осуществления постоянного протока жидкости через ячейку необходимо введение дополнительного устройства, например насоса, причем тоже гермети- . зированного. Целью изобретения -является побьпиение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения парциональ .ного давления кислорода, содеркащем 9 полярографический датчик киспорода. ь магнитную мешалку, полярографический датчик кислорода заключен в цилиндрический корпус, имеющий отверстия, расположенные на двух уровнях и направленные по касательным к круговым сечени ям цилиндрического корпуса, причем от верстия верхнего ряда ориентированы против направления вращения мешалки, а отверстия нижнего ряда - по направлению ее вращения. Вследствие трения жидкости о стенки цилиндра во время перемешивания скорость ее вращения у верхнего ряда отверстий меньше, чем у нижнего, следо вательно, меньше и центробежная сила, действующая на жидкость. В то же время разряжение у оси вращения нижнего ряда больше, чем у верхнего ряда отверстий. Взаимодействие этих сил приводит к всасьтанию окружающей жидкости через отверстия верхнего ряда, интенсивному вращению ее, перемещению вниз и выбрасыванию через отверстия нижнего ряда. Скорость прокачки жидкости намного . больше скорости возможных внешних течений в исследуемой водной среде, поэтому они практически не влияют на показания датчика. За счет быстрой смены внутренней жидкости осуществляется возможность оперативной, практически без- инерционной регистрации кислорода. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Корпус ячейки 1 имеет форму цилиндра, выполнен из оргстекла. Через отверс тия верхнего ряда 2 и нижнего осуществляется связь с окружающей жидкостью. В верхней части:..ячейки укреплен электро Кларка 3. Тело мещалки представляет собой отрезок стального стержня, заключенного в тефлон или стекло, приводится в движение электромотором 4, заключенным в корпус 5. Корпус 5 выполнен из оргстекла, герметичен. На оси электромотора укреплен магнит 6. В устройстве также находится рабочая полость ячейки 7. На чертеже показаны направления отверстий соответственно верхнего и нижнего рядов. Стрелкой показано напра ление вращения мешалки. Устройство работает следую . образом. На мембранный кислородный электрод подается и поддерживается постоянный потенциал - 0,65 В относительно электрода сравнения:. Регистрируется ток, про 44 текающий через электрод, который мв няется с изменением концентрации раство1:жнного кислорода. Кроме того, на величину установившегося тока влияет скорость движения исследуемой жидкости у наружной поверхности чувствительного электрода (мембраны электрода). Для исключения влияния неравномерности движения жидкости, вызванного перемещением датчика или подводными течениями, служит мешаяка 8, приводимая в движение микрозлектромотором 4 с помощью магнита 6. Для подачи наружного по отношению к рабочей полости ячейки 7 раствора. служит двухрядная система отверстий. При вращении мещалки В наружный раствор всасьшается через отверс;тия верхнего ряда . 2, вращается, омывая чувствительную поверхность электрода, перемещается вниз и выталкивается через отверстия нижнего ряда 9 ячейки. Таким образом, в данном изобретении хорошее перемещение и постоянная прокачка окружающего раствора черэз ячейку удовлетворяются за счет вращения мешалки. Так как на показания датчика не влияет скорость движения ок1:)ужающей жидкости, устройство может быть использовано для надежной и б лстрой регистрации кислорода в натуральных условиях, на разньос глубинах, течениях, а также перемещениях, например за движущимся . судном. Устройство может быть использовано для определения содержания других компонентов жидкости, например различных ионов, при введении дополнительных датчиков в ячейку, для которых тоже необходимо хорошее перемешивание и постоянное обновление исследуемой жидкости. За счет ориентации отверс:тий по касательным проток жидкости не сопровождается созданием турбулентных вихрей, которые могли бы внести дополнительные погрещности в измерения из-за флуктуации показаний датчика. Таким образом, создавая строго постоянное теч«шие измеряемой жидкости вблизи мембраны кислородного датчика, устройство повышает тем самым воспроизводимость его показаний и, следовательно, точность измерений. с|)ормула изобретения Устройство для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде.

включающее полярографический датчик кислорода и магнитную мешалку, о т личаюшееся тем, что, с целью повьпиения точности измерений, полярографический датчик кислорода заключён в цилиндрический корпус, имеющий от верстия, расположенные на двух уровнях и направленные по касательным к вым сечени$1М цилиндрического корпуса, причем отверстия верхнего ряда ориенти |Мвны против направления вращений Kfeщалки, а отверстия нижнего ряда по направлению ее вращения.

Источники-информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР Ms 356545, кл. и 01 N 27/48, 1972 (прототип)..