Устройство для парциального измерения давления кислорода

Сеюз Севетсккк

Соцкаиистнческкк

Респубики

О П И С А Н И Е (ц)989444

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 02.03.81 (21) 3253835/18-25 (5t )Я. Кл с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

601 И 27/48

Сос JAapcteeeh4 квктттвт

СССР вO 46JQN нзебретеннв н втереть

Опубликовано 15.01.83 Бюллетень № 2 (53) УДК543.257 (088.8) Дата опубликования описания15.01.83 (72) Авторы изобретения

А. И. Аникии и Н. Н. Иванов

1 =

Научно-производственное объединение "Квант" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИОНАЛЬНОГО

ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

i

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.

Известны устройства для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде, представляющие собой полярографичесхую ячейку с платиновым

1О индикаторным электродом и серебрянным электродом сравнения, опущенными в электролит и отделенными от измеряемой среды газопронипаемой мембраной (так называемый электрод Кларка) 11 3 .

Однако показания указанных устройств сильно зависят от гидродинамических условий в примембранном слое исследуемой жидкости. Поэтому при их испольэо» 20 ванин в натурных условиях наблюдается значительный разброс .показаний. Воспро изводимые измерЬния можно получить только методом отбора проб или органи2 зацией постоянно принудительного протс ка жидкости в ячейке, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство, содержащее полярографический датчик и магнитную мешалку, приводимую в движение электромотором и служащую для создания постоянных гидродинамических условий в примембранном слое жидкости кислородного электрода Кларка (2 ).

Известное устройство нельзя непосредственно использовать для регистрапии хислорода 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 повыше« ние точности измерений.

Указанная пель достигается тем, что в устройстве для измерения парциональ.ного давления кислорода, содеркащем

3 М94 полярографический датчик кислорода. и магнитную мешалку, полярографический датчик кислороца заключен в цилиндрический корпус, имеюший отверстия, расположенные на двух уровнях и направленные по касательным к круговым сечениям цилиндрического корпуса, причем от

1 верстия верхнего ряда ориентированы против направления врашения мешалки, а отверстия нижнего ряда - по направле-. Я нию ее врашения.

Вследствие трения жидкости о стенки цилиндра во время перемешивания скорость ее врашения у верхнего ряда отверстии меньше, чем у нижнего, слепо 15 вательно, меньше и центробежная сила, I действующая на жидкость. В то же время разряжение у оси вращения нижнего ояда больше, чем у верхнего ряца отверстий, Взаимодействие этих сил приводит к всасыванию окружаюшей жицкости через отверстия верхнего ряца, интенсивному врашению ее, перемешению вниз и выбрасыванию через отверстия нижнего ряде.

Скорость прокачки жидкости намного . 25 больше скорости возможных внешних течений в исслецуемой водной среде, поэтому они практически не влияют на показания датчика. За счет быстрой смены внутренней жидкости осушествляется воз- щ можность оперативной, практически безинерционной регистрации кислорода.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Корпус ячейки 1 имеет форму цилиндра, выполнен из оргстекла. Через отверстия верхнего ряда 2 и нижнего осушествляется связь с окружаюшей жидкостью.

В верхней части. ячейки укреплен электрод

Кларка 3. Тело мешалки 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 электро- 4 мотора укреплен магнит 6. В устройстве также находится рабочая полость ячейки

7.

На чертеже показаны направления отверстий соответственно верхнего и нижнего рядов. Стрелкой показано направление врашения мешалки, Устройство работает следу оп.. образом.

На мембранный кислороцный электрод 55 подается и поддерживается постоянный потенциал - 0,65 В относительно электрода сравнения. Регистрируется ток, про.4 ф ф текаюший через электрод, который меняется с изменением концентрации раст- воренного кислорода, Кроме того, на величину установившегося тока влияет скорость движения ис I следуемой жидкости у наружной поверх» ности чувствительного электрода (мембраны электрода). Для исключения влияния неравномерности цвижения жидкости, вызванного перемешением датчика или под водными течениями, служит мешалка 8, приводимая в движение микроэлектромотором 4 с помошью магнита 6.

Для поцачи наружного по отнош нию к рабочей полости ячейки 7 раствора . служит цвухрядная система отверстий, При врашении мешалки R наружный раствор всасывается через отверстия верхнего ряда . 2, врашается, омывая чувстви тельную поверхность электрода, перемещается вниз и выталкивается через отверстия нижнего ряда 9 ячейки.

Таким образом, в цанном изобретении хорошее перемешение и постоянная прокачка окружаюшего раствора .через ячейку удовлетворяются эа счет врашения мешапки. Так как на показания датчика не влияет скорость цвижения окружаюшей жидкости, устройство может быть использовано для надежной и быстрой регистрации кислорода в натуральных условиях, на разных глубинах, течениях, а также перемещениях, например за движушимся . судном. Устройство может быть использовано для определения cogepжания других компонентов жидкости, например различных ионов, при введении дбполнительных датчиков в ячейку, для которых тоже необходимо хорошее перемешивание и постоянное обновление исследуемой жидкости.

За счет ориентации отверстий по касательным проток жидкости не сопровождается созданием турбулентных вихрей, которые могли бы внести дополнительные погрешности в измерения из-эа флуктуаций показаний датчика. Таким образом, создавая строго постоянное течение измеряемой жидкости вблизи мембраны кислородного датчика, устройство повышает тем самым воспроиэводимость его пока« заний и, следовательно, точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде, 5 989444 6 включаюшее поляра рафический датчик шалки, а отверстия нижнего ряда - по кислорода и магнитную мешалку, о т - направлению ее врашения. л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью Источники-информадии, повышения точности измерений, поляро принятые so внимание при экспертизе графический датчик кислорода заключен 1. Альперин В. В. и др. Современные в пилиндрический корпус, имеюший от алектрохимические методы и аппаратуры верстия, расположенные на двух уровнях для анализа газов в жидкостях и газовых и направленные по касательным к круго смесяк, М., Химия, 1975, с. 131-135. вым сечениям дилиндрического корпуса, 2. Авторское свидетельство СССР причем отверстия верхнего ряда ориенти 16 Я 356545, кл. G 01 N 27/48, 1972 ваааны против направления врашений ме-, (прототип).

Составитель И. Рогаль

Редактор Т. Веселова Техред О.Неце Корректор О. Билак

Заказ 11116/63 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4