Автор: Farber Boris Y, Little Mark, Starling Joanne M
Автор перевода М.М. Левшов
Источник: Google Patent
Твердоэлектролитный газоанализатор включает в себя датчик для погружения в исследуемую газовую среду. Зонд имеет канал, соединяющий исследуемую газовую среду с твердоэлектролитной ячейкой. Набор гранул, покрытых каталитическим материалом, таким как платина, расположен в канале. Платиновая поверхность гранул, выступает в качестве защиты ячейки от агрессивной газовой среды. В идеальном варианте гранулы располагаются вблизи ячейки и нагревателя, который нагреет их до заданной температуры.
Данное изобретение относится к сегменту приборов для анализа газовых сред, включающих в свой состав твердоэлектролитные ячейки, как чувствительный элемент. Точнее, настоящее изобретение относится к способам защиты твердоэлектролитной ячейки от агрессивной исследуемой газовой среды. В данном случае термин твердоэлектролитная ячейка используется как диоксид циркониевая керамическая ячейка, обогащенная иттрием, а также подключенные к ней электроды, как правило, выполненные из платины.
Газоанализаторы работающие на основе твердых электролитов хорошо известны (см. патент США № 3400054 и 3928161). Другим примером является газоанализатор World Class 3000 (Rosemount Analytical Inc.). Обычно газоанализаторы такого рода используют для определения концентрации различных газов в дымоходах и дымовых трубах. При нагревании ячейки до заданной температуры она генерирует Э.Д.С. в зависимости от концентрации кислорода (либо других составляющих дымовых газов). Зонд оснащен нагревателем и термопарой, для поддержания постоянно температуры (около 750 oC). Также известно, что некоторые компоненты анализируемой газовой смеси могут вызвать коррозию ячейки. Одним из существующих решений данной проблемы является покрытие открытой части ячейки огнеупорным слоем (см. патент США № 3645875). Задачей данного изобретения является уменьшение воздействия на ячейку коррозийных веществ, входящих в состав анализируемой газовой смеси сравнительно недорогим способом и без необходимости изменения конструкции ячейки, например, путем нанесения защитных слоев.
Зонд имеет канал, соединяющий исследуемую газовую среду с твердоэлектролитной ячейкой. Набор гранул, покрытых каталитическим материалом, таким как платина, расположен в канале. Платиновая поверхность гранул, выступает в качестве защиты ячейки от агрессивной газовой среды. В идеальном варианте гранулы располагаются вблизи ячейки и нагревателя, который нагреет их до заданной температуры.
Хотя данное изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалистам, работающим в данной области будет понятно, что могут быть сделаны изменения в форме деталей и их размерах без отступления от сущности изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. Изобретение относится к твердоэлектролитным газоанализаторам, однако, не включает в себя ячейку из твердого электролита непосредственно, так как она может иметь различные конфигурации.
1. Газоанализатор включает в себя: зонд, содержащий твердоэлектролитную ячейку, как чувствительный элемент, обеспечивающий генерацию Э.Д.С., в зависимости от концентрации интересующей составляющей анализируемой газовой смеси; платиновые гранулы, выступающие в роли защиты ячейки от агрессивной газовой среды;
2. Защита ячейки по п. 1, отличается тем, что каталлитическим материалом выступает сплав платины и палладия;
3. Устройство по п. 1 имеет в своем составе нагревательный элемент, обеспечивающий поддержание температуры ячейки на необходимом уровне;
4. Нагреватель по п. 3 контактирует с гранулами;
5. Устройство по п. 1 имеет два экрана, расположенных таким образом, все гранулы находятся между ними;
6. Экраны по п. 5 имеют вогнутую форму, для увеличения площади контакта с анализируемой газовой смесью;
7. Экраны по п. 5 имеют вогнутую форму, ориентированную на движение анализируемой газовой смеси;
8. Гранулы состоят из инертного материала, покрытого пленкой из каталитического материала;
9. В качестве инертного материала по п.8 выступает оксид алюминия.