гальваническая концентрационная ячейка

гальваническая концентрационная ячейка

3.1.1 гальваническая концентрационная ячейка* (galvanic concentration cell): В наиболее коммерчески доступных газоанализаторах это - ячейка, состоящая из двух газовых камер, отделенных твердым электролитом, проводящим ионы кислорода, с пористыми электродами на каждой его стороне.

____________

* В отечественной технической литературе, как правило, используют термин «потенциометрическая ячейка».

Примечания

1 Для изготовления электродов часто используют платину. Твердый (керамический) электролит - это электролит, который, как правило, состоит из оксида циркония, полностью или частично легированного оксидом иттрия, негашеной известью или оксидом тория, и при нагревании свыше 600 °С обладает проводимостью иона кислорода.

2 После того как температуру датчика установят на уровне, при котором твердый электролит проводит ионы кислорода, измеряют электродвижущую силу между двумя электродами. Выходной сигнал ячейки будет связан с логарифмом отношения парциального давления кислорода на каждом из электродов в соответствии с уравнением Нернста:

x003.png                                                                                     (1)

x004.png                                                                                  (2)

x005.png                                                                              (3)

где Р1 - парциальное давление кислорода в газе сравнения;

Р2 - парциальное давление кислорода в измеряемом газе;

Е - электродвижущая сила ячейки, В (поправка № 1:1994);

R - газовая постоянная (8,3144 кДж/моль);

Т - абсолютная температура, К;

F - постоянная Фарадея (96484,56 Кл/моль);

k - коэффициент Нернста (коэффициент наклона).

Таким образом, если парциальное давление кислорода известно на одном электроде (Р1), тогда разность потенциалов между двумя электродами позволяет определить неизвестное парциальное давление кислорода на другом электроде (Р2).

Уравнение Нернста для высокотемпературного электрохимического керамического датчика охватывает очень широкий диапазон парциального давления кислорода, и выходной сигнал датчика связан линейно с логарифмом изменения парциального давления кислорода при данной температуре. Выходной сигнал датчика пропорционален температуре. Следовательно, для количественного анализа температура ячейки должна быть постоянна или ее следует измерять, чтобы вводить необходимые поправки в соответствии с уравнением (1).

3 Смещение нуля.

Теоретически выходной сигнал (ЭДС) датчика, когда парциальные давления анализируемого газа и газа сравнения равны, должен быть нулевым. В некоторых датчиках смещение нуля измеряют и рассматривают как связанное в значительной степени с термоэлектрическим эффектом и тепловыми градиентами поперек электродов. Это смещение допускается рассмотреть теоретически как дополнительную константу (потенциал асимметрии).

x006.png                                                                          (4)

x007.png                                                                   (5)

где UT - потенциал асимметрии, мВ.

Неидеальную проводимость иона кислорода допускается компенсировать, вводя поправки в градуировочный коэффициент k.

Практически изготовители, датчики которых проявляют эффект смещения нуля, могут предоставлять средние значения U, чтобы помочь в калибровке. Современное оборудование автоматически скомпенсирует потенциал асимметрии в результате калибровки по воздуху (т.е. при наличии воздуха в обеих частях ячейки).


Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. . 2015.

Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "гальваническая концентрационная ячейка" в других словарях:


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»