Патент на изобретение №2194975
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА
(57) Реферат: Изобретение может быть использовано в контроле за содержанием ацетилена в замкнутых и открытых пространствах, а также в парах трансформаторного масла, являющимся признаком возникающих дефектов в процессе эксплуатации трансформаторов высокого напряжения. Технический результат изобретения заключается в получении количественных результатов концентрации ацетилена, работе газоанализатора при комнатной температуре и обеспечении простоты и доступности измерений при относительно невысокой стоимости устройства. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве рабочего электрода использовалась пористая углеродная матрица с нанесенным на нее по всему объему химическим никелем. Электродом сравнения служил порошкообразный оксид никеля, электролитом являлся протонпроводящий твердый электролит. 2 ил. Изобретение может быть использовано в контроле за содержанием ацетилена в замкнутых и открытых пространствах, а также в парах трансформаторного масла, являющимся признаком возникающих дефектов в процессе эксплуатации трансформаторов высокого напряжения. Сущность изобретения: электрохимический газоанализатор для определения ацетилена в замкнутых и открытых пространствах, а также в парах трансформаторного масла, позволяет работать при температурах 0 до 40oС, содержит рабочий электрод, представляющий собой пористую углеродную матрицу с нанесенным на нее по всему объему химическим никелем, протонпроводящий твердый электролит и, в качестве электрода сравнения, оксид никеля. Уровень техники в данной области характеризуется общедоступными сведениями, приведенными ниже. Наиболее широкое применение для определения концентраций газов (среди которых определяемым может быть и ацетилен) в отработавших и технологических газах, а также в воздухе получили термокаталитические газоанализаторы. Применение таких газоанализаторов требует наличия вспомогательных устройств, в частности пламенной печи или камеры сгорания. Для каталитического сжигания углеводорода (например, ацетилена) служит пламенная печь с номинальной температурой от 365 до 560oС в зависимости от температуры возгорания измерительного газа, а в качестве катализатора используется палладиевый контакт [1]. Недостатками [1] являются: а) наличие вспомогательных устройств для сжигания измерительного газа, т.е. работа газоанализатора при высокой температуре; б) использование палладия, относящегося к платиновым металлам, что существенно удорожает стоимость такого устройства. Известны также полупроводниковые чувствительные элементы, предназначенные для работы в составе приборов контроля утечек взрывоопасных и токсичных веществ восстановительного типа (в частности углеводородов). В способе изготовления полупроводниковых чувствительных элементов заложены следующие операции: 1) намотка термостойкой спирали из платиновой проволоки, причем эта операция контролируется с помощью измерительного микроскопа; 2) формирование на этой спирали керамического газочувствительного тела путем нанесения и прокаливания полупроводникового материала, представляющего собой гель гидроксида индия, обработанный азотной кислотой. Для стабилизации газочувствительных свойств элементы прокаливают при 850oС в течение 4 ч [2]. В основе работы такого устройства лежит изменение электропроводности керамического тела при определенных температурах под воздействием восстановительного газа. Недостатками [2] являются: а) использование благородных металлов (платины), что существенно удорожает газоанализатор; б) работа данного устройства при повышенных температурах. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности (работа устройства при комнатной температуре) является устройство для непрерывного определения ацетилена, образующегося под действием тлеющих разрядов в высоковольтных устройствах с масляной изоляцией. Газообразные продукты с помощью диффузии через выполненную в виде шланговой спирали полупроницаемую мембрану из политетрафторэтилена направляют в систему трубопроводов, заполненную инертным газом. Система содержит газообразную трубку с адсорбентом для ацетилена, заполненную окрашивающимся индикатором [3]. Принцип работы такого устройства основан на изменении цвета индикатора при его контакте с ацетиленом. Недостатком [3] является проведение лишь качественного анализа на содержание ацетилена. Предлагаемое же изобретение позволяет определять количественное содержание этого газа, в том числе и в высоковольтных устройствах. Целью данного изобретения является получение количественных результатов концентрации ацетилена, работа газоанализатора при комнатной температуре и обеспечение простоты и доступности измерений при относительно невысокой стоимости устройства. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве рабочего электрода использовалась пористая углеродная матрица с нанесенным на нее по всему объему химическим никелем. Электродом сравнения служил порошкообразный оксид никеля, электролитом являлась протонпроводящий твердый электролит. На фиг. 1 представлен разрез электрохимического газоанализатора. Где на фиг. 1 обозначены: токоотводы 1, рабочий электрод 2, твердый электролит 3, корпус ячейки (фторопласт) 4, прокладка 5, электрод сравнения 6. Новым в предложенном техническом решении является то, что в качестве рабочего электрода использовалась пористая углеродная матрица с нанесенным на нее по всему объему химическим никелем, электродом сравнения служил порошкообразный оксид никеля, электролитом являлся протонпроводящий твердый электролит. Электрохимический газоанализатор работает в потенциометрическом режиме. Через газоанализатор получают сигнал на содержание газа в виде ЭДС в заданном интервале концентраций. Аналитический сигнал зависимости ЭДС от концентрации ацетилена использован для построения соответствующей калибровочной кривой, по которой определяется исследуемая концентрация газа (фиг.2.). В результате аппроксимации экспериментальных данных была получена следующая формула:  Е=29,92+5,25 lgC.
Список используемой литературы
2. Авторское свидетельство СССР 1614646 A, G 01 N 27/12, 1989.
3. Швейцария, патент 667740, 1989.
Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.01.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
