Некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в качестве измерительных электродов твердозлектролитных электрохимических датчиков кислорода в газах. Некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода содержит слой твердого электролита, электродное покрытие и токосъемник. Для повышения точности измерений в ппфоком температурном диапазоне электродное покрытие выполнено из смеси оксида висмута и хромитов стронция и лантана, взятых в следующем соотношении,мае.%: 10-20 Остальное В1,0з .0.3 В температурном интервале от 550 до погрешность измерения не превьшает ± 1 ил. (Л ISO 4 Фь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 N 27/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. 4 может быть использовано в качестве измерительных электродов твердоэлектролитных электрохимических датчиков кислорода в газах. Некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода содержит слой твердого электролита, электродное покрытие и токосьемник. Для повышения точности измерений в широком температурном диапазоне электродное покрытие выполнено из смеси оксида висмута и хромитов стронция и лантана, взятых в следующем соотношении,мас.X:

Вi,0, 10-20

Остальное

В температурном интервале от 550 до а

700 С погрешность измерения не превышает +1X. 1 ил.

Ф"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 3869969/24-25 (22) 04. 12. 84 (46) 30.07.86. Бюл. W 28 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) А.Н. Волков и Н.Д. Коркина (53) 543.247 (088.8) (56) Заявка Японии У 51-44837, кл. G 01 N 27/58, 1976.

Патент Великобритании Р 1512347, кл. С 01 N 27/46, 1978. (54) НЕКАТАЛИТИЧЕСКИИ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения и

„„SU„„1247740 А 1

С:

МФ

М

4h 3 3

)фЬ

1247 740

t0

t5

35

Ю

50

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в качестве измерительных электродов твердоэлектролитных электрохимических датчиков кислорода в газах.

Цель изобретения — повышение точности измерения в широком температурном диапазоне.

На чертеже схематически изображен некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода.

Некаталитический электрод содержит слой твердого электролита 1, электродное покрытие 2, токосъемник

3. Электродное покрытие выполнено из смеси хромитов стронция и лантана с добавкой оксида висмута.

Некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода работает следующим образом.

Слой твердого электролита 1 и. электродное покрытие 2 прогреваются до заданной температуры 500-850 С нагревательньм элементом или анализируемым газом. Анализируемый газ, содержащий кислород, углекислый газ и продукты неполного сгорания топлива, т.е. восстановители, омывает поверхность некаталитического электрода, т.е. электродное покрытие 2.

На электродном покрытии устанавли-. вается потенциал, соответствующий равновесному парциальному давлению кислорода в анализируемом газе.

p = — КТ1пГО, О где 4д — потенциал электрода, K — постоянный коэффициент, Т вЂ” температура, К, РО, - парциальное давление кислорода в анализируемом

rase.

Для снятия величины установившегося на электроде потенциала служит .токосъемник 3.

Некаталитический электрод позволяет значительно снизить погрешность измерения кислородного потенциала анализируемого газа, содержащего восстановители в темпераФурном диапазоне 500-700 С и улучшить динамические характеристики электрода, в частности постоянную времени.

В этом температурном диапазоне погрешность не превышает +1, а постоянная времени составляет 0,5мин

Уменьшение. содержания оксида висмута менее 10 приводит к увеличению погрешности и некоторому ухудшению динамических характеристик, так как ухудшается прижигаемость электродного покрытия к поверхности твердого электролита. Плохой контакт ведет к росту внутреннего сопротивления электрода и снижению его чувствительности. Увеличение содержания оксида висмута выше 20 практически не изменяет динамические характеристики электрода, но увеличивает погрешность измерения. Хромит строн-. ция и лантана обладает значительно лучшей обратимостью по кислороду, чем окись висмута, поэтому относительное уменьшение количества хромита ухудшает характеристики измерительного электрода. Оксид висмута хорошо "пропитывает" твердый электролит, что способствует появлению у электролита электронной составляющей проводимости, что также снижает точность измерения.

Формула из обре те ния, Некаталитический электрод для электрохимического датчика кислорода состоящий из слоя твердого электролита, электродного покрытия и токосъемника, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения q широком температурном диапазоне, электродное покрытие выполнено Hs смеси оксида висмута и хромитов стронция и лантана, взятых в следующем соотношении, мас. :

В1, Оз 10-20

Бг La» СгО Остальное

1247740

Составитель Г. Боровик

Редактор В. Ковтун Техред Л.Олейник Корректор В Синидкая

Заказ 4117/42

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4