Реєстраційний номер
0210U005551,
0109U002601
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Мініатюрні електрохімічні сенсори та сенсорні системи для визначення кисню в середовищах природного і техногенного походження
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Лінючева Ольга Володимирівна,
Дата реєстрації
16-12-2010
Організація виконавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
Опис етапу
Розроблено технологію виготовлення двоелектродного амперометричного сенсора для визначення кисню у повітряному природному і техногенному середовищах та підготовані відповідні патенти на корисну модель. Створена математична модель сенсора, на основі відкритої електрохімічної системи, стабільність характеристик якої підтримується балансом самовільних процесів. Створена модель є основою наукового підходу до розробки сенсорів з заданими технічними характеристиками й оцінки їх стабільності. Виготовлено дослідний зразок мініатюрного (20х20 мм) сенсора для визначення кисню у діапазоні від 9 % до 25 % у повітрі з тривалістю перехідного процесу 95 менше 15 с. На відміну від існуючих на світовому ринку трьох- і чотирьохелектродних сенсорів розроблений зразок не споживає електроенергію у процесі вимірювання та завдяки дифузійному опору у вигляді окремої деталі з каліброваним отвором (на відміну від існуючих мембран) відрізняється низькою температурною залежністю сигналу. Розроблено принципи мініатюризації як окремих електродів так і амперометричного сенсора кисню в цілому. Гарантований термін служби 1 рік досягнуто оригінальною конструкцією пористого свинцевого анода з розвиненим струмопідводом та підвищеним ресурсом каталітичноактивного робочого електрода завдяки його конструкції і способу виготовлення. Збільшення ресурсу робочого електрода досягнуто рішенням технічного протиріччя між його руйнуванням внаслідок розбухання сепаратора з високою електропровідністю та недопустимим ростом тривалості перехідних процесів при спробах усунути розбухання сепаратора, що супроводжувалося збільшенням його омічного опору. Рішенням протиріччя є усунення прямого контакту каталізатора зі струмопідводом і сепаратором завдяки введенню гідрофільного пористого нікелевого підшару, який відіграє роль колектора струму, контактної площадки, компенсатора геометричних аберацій сепаратора і гідродинамічного демпфера для електроліту. Остання функція підшару вирішила проблему електромоторного ефекту - пульсацій струмового сигналу при різких перепадах тиску аналізованого середовища. Надійність і ресурс допоміжного електрода збільшено підбором розміру гранул свинцю по відношенню до розміру електрода, вибором оптимальних умов пресування та створенням розвиненого струмопідвода.
Опис продукції
Розроблено технологію виготовлення двоелектродного амперометричного сенсора для визначення кисню у повітряному природному і техногенному середовищах. Створена математична модель сенсора, на основі відкритої електрохімічної системи, стабільність характеристик якої підтримується балансом самовільних процесів. Виготовлено дослідний зразок мініатюрного (20х20мм) сенсора для визначення кисню у діапазоні від 9 % до 25 % у повітрі з тривалістю перехідного процесу 95 менше 15 с. На відміну від існуючих на світовому ринку трьох- і чотирьохелектродних сенсорів розроблений зразок не споживає електроенергію у процесі вимірювання та завдяки дифузійному опору у вигляді окремої деталі з каліброваним отвором (на відміну від існуючих мембран) відрізняється незначною температурною залежністю сигналу. Розроблено принципи мініатюризації як окремих електродів так і амперометричного сенсора кисню в цілому. Гарантований термін служби 1 рік досягнуто оригінальною конструкцією.
Автори роботи
Букет Олександр Іванович
Ващенко Олександр Миколайович
Косогін Олексій Володимирович
Кушмирук Андрій Іванович
Мірошниченко Юлія Сергіївна
Нагорний Олексій Вікторович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
