SU1745140A3

SU1745140A3 - Электродна сборка с жидкометаллическим электродом

Info

Publication number: SU1745140A3
Application number: SU884356657A
Authority: SU
Inventors: Надь Геза; Тарцали Йожеф; Пунгор Ерне; Тот Клара; Карпати Вероника; Фехер Жофия; Хорваи Дьердь; Шаркани Петер; Бокор Иштван
Original assignee: Мадьяр Тудоманьош Академиа Кутаташ-Еш Сервезетэлемзе Интезете (Инопредприятие)
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1992-06-30
Also published as: HUT48028A; US4939410A; DD282988A5; EP0310927A3; EP0310927A2; HU198795B; DK555188D0; DK555188A

Description

1

(21)4356657/25

(22)04.10.88

(31) 4464/87

(32)05.10.87

(33) HU

(46) 30.06.92. Бюл. М 24

(71)Мадь р Тудоманьош академиа Кутаташ- еш сервезетэлемзе интезете (HU)

(72)Геза Надь. Йожеф Тарцали. Ерне Пунгор. Клара Тот, Вероника Карпати, Жофи Фехер, Дьердь Хорваи, Петер Шаркани и Иштван Бокор (HU)

(53) 543.253 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

Мг 172112, кл. G 01 N 27/34, 1962.

Авторское свидетельство СССР № 87091. кл. G 01 N 27/34, 1944.

Пеперсон В.М. и до. Ат.ла5. (Фэарфилд Коннектикут. США), 1974. № 12, с.69.

(54) ЭЛЕКТРОДНАЯ СБОРКА С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ (57) Изобретение относитс к электродной сборке с жидкометаллическим электродом, имеющим управл емую площадь поверхности , и может быть использовано дл определени концентрации ионов и молекул. Цель изобретени - повышение точности и надежности измерений. Указанна цель достигаетс тем, что устройство содержит узел формировани капли жидкого металла заданной площади, термостатирующий блок дл жидкого металла и термостатирующий блок дл измерительной чейки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс к электродной сборке с жидкометаллическим электродом, имеющим управл емую площадь поверхности , котора может примен тьс дл определени концентрации ионов и молекул.

Дл классических пол рографических измерений примен ютс ртутные электроды , посто нно выдел ющие капли под воздействием гидростатического давлени . Помимо положительных свойств каплевыде- л ющих ртутных электродов у них имеютс некоторые недостатки. В результате посто нного изменени площади поверхности капли через электрод протекает конденра- ционный ток, создава сигнал помехи. Кроме того, в результате каплеобразовани имеет место так называемый капилл рный эффект. Указанные влени приобретают особую значимость в основном с аналитическими измерени ми, выполн емыми в диапазоне низких концентраций, где они снижают чувствительность и воспроизводимость опытов.

Дл устранени указанных мешающих влений был разработан многократно обновл емый ртутный электрод, который обеспечивает в ходе экспериментов посто нную площадь поверхности. Это решение позволило значительно увеличить эффективность пол рографических методов. Вследствие его разработки удалось обеспечить посто нный размер капли ртути в ходе проведени измерений. Таким образом, конденсационный ток, по вл ющийс вследствие изменений поверхностной площади и вл ющийс помехой, больше не по вл етс . Удалось предотвратить вли ние на размер капли со стороны электрод Ч СЛ

Ј О

со

ного потенциала, происходившее вследствие вли ни на поверхностное нат жение. Размер капли и ее полезное врем жизни могут измен тьс в весьма широком диапазоне . Такие электродные сборки выполн ютс с игольчатым или тарельчатым клапанами.

В известной электродной сборке, имеющей тарельчатый клапан, обща конструкци така же, как в сборке с игольчатым клапаном. В этом случае стекл нный капилл р так же соединен с резервуаром дл ртути , однако конец капилл ра, обращенный к резервуару, закрыт тарельчатым клапаном, включающим закрывающий элемент, выполненный из резины. Тарельчатый клапан также приводитс в действие пружиной и электромагнитом. Кольцева пленка из электропроводной двуокиси олова, нанесенна на поверхность стекл нного капилл ра , взаимодействующего с клапанной тарелкой и обращенного к резервуару со ртутью, образует электрический контакт между входной линией измерительного устройства и каплей ртути.

Основной причиной недостатков прототипа вл етс использование в качестве электрического проводника пленки двуокиси олова. Двуокись олова химически нестабильна , в процессе использовани она становитс негомогенной в результате разложени , ее сопротивление увеличиваетс и следовательно она становитс ненадежной в качестве электрического проводника Еще один недостаток состоит в том, что вследствие движений закрывающего элемента тонка пленка просто изнашиваетс за сравнительно короткий промежуток времени , вследствие чего электропроводность исчезает . Еще один недостаток известного решени состоит в том, что сера, вл юща с компонентом резины, из которой изготавливаетс закрывающий элемент тарельчатого клапана, реагирует с ртутью и загр зн ет ее. Кроме того, температура ртути , используемой в качестве электрода, измен етс в зависимости от воздействи окружающей среды и одновременно измен ютс также величина тока Фараде , представл ющего собой измер емый сигнал, в результате чего воспроизводимость измерений уменьшаетс . Недостатком вл етс и то, что а качестве электродного материала может примен тьс только металл, наход щийс в жидком состо нии при комнатной температуре, т.е. ртуть.

Цель изобретени - повышение точности и надежности измерений.

На фиг.1 приведена конструкци устройства; на фиг.2 - конструкци жвдкометаллического электрода; на фиг.З - конструкци измерительной чейки и жидко- металлического электрода, сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит основание 1, к которому посредством держател 2 прикреплена измерительна чейка 3. в которую погружены жидкометаллический электрод 4, электрод 5 сравнени , вспомогательный

электрод 6. В основании размещены емкость 7 дл жидкого металла и каплесбрасы- ватель 8, причем емкость 7 дл жидкого металла соединена с жидкометаллическим электродом 4 посредством патрубка 9. Жидкометаллический электрод 4 (фиг.2) содержит резервуар 10 дл жидкого металла, к нижней части которого посредством закрывающего элемента 11 из силиконовой резины прикреплено металлическое тело 12,

поджатое к резервуару 10 концевой гайкой 13. В металлическом теле выполнено капилл рное отверстие 14, в которое вставлен стекл нный капилл р 15. Через резервуар 10 дл жидкого металла проходит стержень

клапана 16, который нижним концом упираетс в закрывающий элемент 11, а верхний конец закреплен в электромагнитной катушке 17, закрепленной с помощью держател 18 в верхней части резервуара 10 дл

жидкого металла. Дл регулировки хода стержн клапана 16 в верхней его части установлена пружина 19, сжатие которой регулируют с помощью регулировочных винтов 20 и 21. Резервуар 10 дл жидкого

металла разделен направл ющим диском 22, в котором выполнены отверсти дл перемещени жидкого металла и стержн клапана 16. Зона контакта металлического тела 12 и стержн клапана 16 помещена в термостатирующий блок 23 с нагревательным элементом 24 и датчиком 25 температуры. При этом термостатический блок помещен в резервуар 10 дл жидкого металла. Измерительна чейка 3 помещена в термостатирующий блок 26 с нагревательным элементом 27 и датчиком 28 температуры. Измерительна чейка 3 закрыта крышкой 29. К корпусу 1 или к стекл нному капилл ру 15 прикреплен каплесбрасыватель 8, состо щий из толкател 30. электромагнитной ка- тушки 31 и пружины 32. Электроды 4-6 электрически подсоединены к измерительному устройству 33. Термостатирующие блоки 23, 26 и электромагнитные катушки

17 и 31 электрически соединены с регулирующим устройством 34, причем блоки 33 и 34 совместно с устройством обработки данных и управлени образуют электронный блок 35.

Устройство работает следующим образом .

В измерительную чейку 3 заливают анализируемую пробу, закрывают крышкой 29, погружают электроды 4-6, пробу термостатируют с использованием термо- статирующего блока 26. Жидкий металл, помещенный в резервуар 10, термостатируют с использованием термостатирующего блока 23. После термостатировани пробы и жидкого металла регулирующий блок 34 вырабатывает команду на подн тие стержн клапана 16 и жидкий металл, протека по капилл ру 15, выступает в виде капли на торце жидкометаллического электрода 4. Действием пружины 19 и регулировочных винтов 20 и 21 площадью капли можно управл ть . Дл сбрасывани капли регулирующий блок 34 вырабатывает команду на отключение электромагнитной катушки 31 и действием пружины 32 толкатель 30, удар по стекл нному капилл ру 15, сбрасывает каплю жидкого металла. Цикл измерени повтор етс . Уровень жидкого металла в резервуаре 10 поддерживаетс путем перетекани жидкого металла из емкости 7 через патрубок 9. Сигналы, полученные блоком 33, вл ютс основой дл вырабатывани блоком 35 сигналов блока 34.

Устройство позвол ет повысить врем измерений, использовать другие металлы, кроме ртути.

Claims

Формула изобретени 1. Электродна сборка сжидкометалли- ческим электродом, имеющим управл емую площадь поверхности, содержаща резервуар с жидким металлом, к которому через электрически управл емый клапан с резиновым закрывающим элементом подсоединен стекл нный капилл р, опущенный в

измерительную чейку, снабженную электродом сравнени , и электронный блок, о т- личающа с тем, что, с целью повышени точности анализа и надежности устройствэ , она дополнительно содержит тело, выполненное из металла, химически не взаимодействующего с жидким металлом, в котором выполнен по крайней мере один капилл рный канал с внутренним диаметром от 200 до 600 мкм, причем тело верхним торцом установлено в контакте с закрывающим клапан элементом, выполненным из силиконовой резины, в капилл рный канал в теле введен стекл нный капилл р с внутренним диаметром от 50 до 300 мкм, а зона контакта тела и резервуара с жидким металлом помещена в термостат, электрически соединенный с электронным блоком.
2.Сборка по п.1, о т л и ч а ю щ а с тем, что измерительна чейка помещена в

дополнительный термостатирующий блок, электрически соединенный с электронным блоком.
3.Сборка по п. 1,отличающа с тем, что в него дополнительно введен каплесбрасыватель , выполненный в виде толкател , соединенного с электромеханическим устройством, электрически соединенным с электронным блоком и механически при- крепленным к телу или к стекл нному капилл ру .
4.Сборка по п. 1,отличающа с тем, что в него дополнительно введена емкость с жидким металлом, гидравлически соединенна с резервуаром дл жидкого металла.
5.Сборка по п.1,отличающа с тем, что электронный блок содержит систему дл подачи посто нного электрического

потенциала на жидкометаллический электрод .

и

ОП9т

А-Л

26