Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ SO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ SO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ SO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в приборостроении и в различных отраслях химической, металлургической промышленности и энергетики для определения содержания окислов серы в газовых смесях и в окружающей среде. Сущность изобретения: чувствительный элемент датчика состоит из последовательно соединенных слоев электрода, чувствительного к SO2 из диоксида ванадия, твердого электролита Li2SO4 - Al2O3 сульфата серебра и металлического серебра. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2038591
Класс(ы) патента: G01N27/407
Номер заявки: 92003595/25
Дата подачи заявки: 02.11.1992
Дата публикации: 27.06.1995
Заявитель(и): Акционерное общество "АСЕН"; Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН
Автор(ы): Хайретдинов Э.Ф.; Уваров Н.Ф.; Пономарева В.Г.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "АСЕН"; Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может применяться в различных отраслях промышленности и энергетики для определения содержания окислов серы в газовых смесях, а также в экологических целях для мониторинга атмосферы.
Известны датчики парциального давления SO2, чувствительные элементы которых представляет собой твердотельные гальванические цепи типа
Ag Ag2SO4 K2SO4 K2SO4 Pt [1]
Ag Ag2SO4 Li2SO4 Pt [2]
Pt Na2SO4 La2(SO4)3 Al2O3 Pt [3]
Ag Ag2SO4 BaSO4 Pt [4]
Данные чувствительные элементы позволяют измерять концентрации SO2в атмосфере воздуха в диапазоне 3-104 ррm.
Недостатки:
высокие рабочие температуры (выше 500оС), при температуре ниже 500оС диапазон измеряемых концентраций резко сужается;
-зависимость показаний от давления кислорода, т.е. для получения надежных данных необходимо поддерживать постоянное давление кислорода в анализируемой газовой среде;
использование дорогих платиновых электродов.
Известен потенциометрический датчик проточного типа, позволяющий измерять содержание SO2 в воздухе при более низких температурах (350оС) чувствительный элемент которого наиболее близок к изобретению [5] Элемент состоит из таблетки твердого композиционного электролита Li2SO4- Al2O3 (состав электролита: сульфат щелочного металла 30-80 об. оксид алюминия остальное) с платиновыми электродами.
Недостатки:
высокие рабочие температуры (свыше 350оС),
влияние давления О2 на показания элемента,
использование дорогих платиновых электродов.
Цель настоящего изобретения снижение рабочих температур чувствительного элемента и улучшение стабильности работы датчика при изменении давления кислорода в исследуемых газовых смесях.
Указанная цель достигается тем, что в чувствительном элементе типа
Ag Ag2SO4 Li2SO4 электрод II В качестве электрода II вместо платины используется электрод, изготовленный из диоксида ванадия (VO2), в качестве электролита Li2SO4-Al2O3, и имеется промежуточный слой из Ag2SO4.
Способ изготовления и рабочие характеристики нового чувствительного элемента показаны на следующем примере.
Берут таблетки композита Li2SO4-Al2O3 (при соотношении компонентов 60:40 об. ) и сульфата серебра и спрессовывают их вместе. На стороны полученной двухслойной таблетки наносят разные электроды: сторону, на которой находится Ag2SO4, покрывают слоем серебряной пасты, а к другой стороне плотно притирают порошкообразный электрод, изготовленный из мелкодисперсного диоксида ванадия. Приготовленный таким образом элемент помещают в термостатируемый объем с контролируемыми температурой и составом газовой среды. Значения ЭДС чувствительного элемента при различных условиях приведены в таблице.
Из таблицы видно, что элемент способен работать при более низких температурах, чем прототип, и значения ЭДС нового элемента слабо зависят от давления кислорода. Это можно объяснить различием электродных потенциалообразующих реакций, протекающих на платиновом электроде
SO2 + O2 + 2e- _→ SO42- (1) и электроде из диоксида ванадия
x SO2 + VO2(s) + 2x e- _→ x SO42- + VO2-2x(s), (2) где VO2(s) поверхностный слой диоксида. Соединения ванадия обладают каталитическим действием по отношению к реакции окисления SO2. Особенностью VO2 является то, что он обладает металлической проводимостью (т.е. может быть использован как электродный материал) и допускает существование широкой области нестехиометрии, что и обеспечивает протекание реакции (2). Из сравнения реакции (1) и (2) видно, что на реакцию, протекающую на платиновом электроде, будет всегда влиять давление кислорода. Электродный процесс (2), наоборот, очень слабо зависит от P в газе, а определяется только давлением диоксида серы.
Кроме того, стоимость нового чувствительного элемента значительно ниже стоимости элементов [1-4] и прототипа, так как вместо драгметалла платины используется более дешевый материал.
Формула изобретения: ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ SO2 В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ, включающий твердый электролит Li2SO4 Al2O3 с нанесенными на него электродом сравнения и электродом, чувствительным к SO2, отличающийся тем, что дополнительно содержит слой сульфата серебра между твердым электролитом и электродом сравнения из металлического серебра, а в качестве материала для электрода, чувствительного к SO2, используют диоксид ванадия.