Электрохимический газоанализатор
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР , содержащий поглотительный сосуд с абсорбирукщей жидкостью, в которую погружен ионоселективный электрод , отличающийся тем, что, с целью повьшения точности изMwimpv ЛЙ1ЛВг Я№ мерений, он дополнительно содержит вспомогательный электрод, погруженный в абсорбирующую жидкость, высокоомный усилитель, три компаратора напряжения, генератор временных импульсов , микропроцессор и три ключа, при этом оба электрода подключены к входу высокоомного усилителя, к выходу которого подключены входы трех компараторов, выходы которых соединены с управлякщими входами соответствующих ключей, выход генератора временных импульсов через первый и второй ключи соединен с первым входом микропроцессора, а через первый и третий ключи - с вторым i его входом. СО СО
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1097927
am G01N2 26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ъ х -: г s M ° ., К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHpblTMA (21) 3521117/18-25 (22) 15.12.82 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) В.р.дементий и Б.М.Кулаков (53) 543.25 (088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У> 914996, кл. G 01 N 27/52, 1982.
2. Авторское свидетельство ВНР
170137, кл. G 01 N 27/26, опублик.
1978 (прототип). (54) (57) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ A30AHAJIHЗАТОР, содержащий поглотительный сосуд с абсорбирующей жидкостью, в которую погружен ионоселективный элект род, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности измерений, он дополнительно содержит вспомогательный электрод, погруженный в абсорбирующую жидкость, высокоомный усилитель, три коипаратора напряжения,. генератор временных импульсов, микропроцессор и три ключа, при этом оба электрода подключены к входу высокоомного усилителя, к выходу которого подключены входы трех компараторов, выходы которых соединены с управляющими входами . соответствующих ключей, выход генератора временных импульсов через первый и второй ключи соединен с первым входом микропроцессора, а через первый и третий ключи — с вторым его входом.
1097927
Изобрете. ие относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения концентрации вредных веществ (H S, RSH, SO, HF, HCN, СО и др.) в технологических и отхо-. дящих газах и для определения предельно допустимой концентрации токсичных газов в воздушном бассейне.
Известнс устройство для определе- 10 ния вредных газов, которое содержит абсорбер, абсорбирующую жидкость, устройство подачи измеряемого газа в абсорбер, ионоселективный и вспомогательный электроды (1 1. 15
Указанное устройство требует периодической проверки градуировочной характеристики ионоселективного электрода вследствие дрейфа стандартного потенциала (примерно 2 мВ/сут) и 20 разброса стандартного потенциала электродов при их использовании.
Наиболее близким к изобретению является электрохимический газоанали-! затор содержащий поглотительный соЭ суд с абсорбирующей жидкостью, в которую погружен ионоселективный электрод.
Через поглотительный сосуд, заполненный абсорбирующей жидкостью, gp пропускается с постоянным расходом измеряемый газ, концентрация которого вычисляется по времени от момента начала пропускания газа и до того момента, когда потенциал электрода, погруженного в поглотительную жидкость, станет равен потенциалу электрода, находящегося во вспомогательном сосуде с эталонным раствором, который соединен с поглотительным со- 4() судом электролитическим мостиком (2 3.
Недостатками данного устройства являются влияние дрейфа стандартного потенциала ионоселективного электрода и нестабильность диффузионного потея 45 циала электролитического мостика во времени на определение момента окончания измерения, что приводит к большой погрешности.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Поставленная цель,цостигается тем, что электрохимический газоанализатор, содержащий поглотительный сосуд с абсорбирующей жидкостью, в которую погружен ионоселективный электрод, дополнительно содержит вспомогательный электрод, погруженный в абсорбирующую жидкость, высокоомный уси литель, три компаратора напряжения, генератор временн х импульсов, микропроцессор и три ключа, прн этом оба электрода подключены к входу высокоомного усилителя, к выходу которого подключены входы трех компараторов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей, выход генератора временных импульсов через первый и второй ключи соединен с первым входом мнк— ропроцессора, а через первый и третий ключи — с вторым его входом.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства электрохимического газоанализатора.
Электрохимический газоанализатор состоит из поглотнтельного сосуда 1, заполненного известным об емом абсорбирующего раствора 2, куда погружен трубопровод 3, для подачи измеряемого газа, расход которого поддерживается постоянным с помощью стабилизатора 4 расхода газа. В абсорбирующую жидкость погружены ионоселективный 5 и вспомогательный 6 электроды, подключенные к входу высокоомного усилителя 7, на выходе которого включены три компаратора напряжения, один из которых 8 включает генератор 9 временных импульсов, другой 10 выключает подачу импульсов на первый цифровой вход микропроцессора 11, третий компаратор 12 выключает подачу импульсов на второй цифровой вход микропроцессора и выключает подачу измеряемого газа в абсорбер с помощью электроклапана 13, и три ключа 14, 15 и 16, посредством которых выход генератора временных импульсов через ключи 14 и 15 соединен с первым входом микропроцессора, а через ключи 14 и 16 с вторым входом микропроцессора.
Устройство работает следующим образом.
В исходный момент времени в свежий поглотительный раствор включением электроклапана 13 подается измеряемый газ с постоянным расходом, концентрация измеряемых ионой увеличивается, что приводит к изменению напряжения на электродах 5 и 6, которое усиливается высокоомным усилителем .7. Когда напряжение на выходе усилителя достигнет порогового значения напряжения Е„, первого компаратора 8, включится генератор 9 о
10979 > 7 время, эарегистрир >ванное микропроцессором по первому входч.
Напряжение электродной пары в.момент включения третьего компаратора описывается уравнением
6,=,. „, ЕпЕ CÄ+, +, -, (зУ р1 СГ@r1r где — время, зарегистрированное микропроцессором по второму входу.
Вычитая из (3) уравнение (1), получим СаР с г r Г т 1 у 2
Е-Е = — Рп
3 1 С, а из (2) уравнение (1), имеем (5), имеем
Сгаг, 1+ Ч t2 (ь}
С И
С 1+ Ч t1
Г ГРГ временных импульсов и через ключи 1
14 и 15, микропроцессор начнс т счет времени по двум каналам. Когда напряжение на выходе усилителя достигнет порогового значения напряжения
Е2 второго компаратора 10, прекратйтся подача временных импульсов по первому входу микропроцессора, в ячейке памяти которого запомнится время и . При достижении на выходе усилителя порогового значения напряжение E прекратится подача временных импульсов через ключи 14 и 16 по второму входу микропроцессора и с помощью электроклапана 13 прервется подача измеряемого газа в абсорбирующую жидкость. В ячейке памяти микропроцессора эафиксируется IIPH этОм ВРемЯ t2 ° HMKPQIIPO цессор вычислит концейтрацию измеряемого компонента в газе.
Напряжение электродной пары в
nЕ момент включения первого компаратора Поделив (4) на описывается уравнением
E =Е + — РАДЕС -Е, (1)
RT 25
О nF 1 В
Еп где Š— пороговое значение напря1 жения первого компаратора; . 2
Ео — стандартный потенциал Rл ионоселективного электрода;
RT — — коэффициент в уравнении
nF
Нернста, f — коэффициент активности измеряемого иона в растворе, С вЂ” концентрация измеряемого иона в поглотительном растворе в момент времени включения первого компаратора;
Š— диффузионный потенциал в, вспомогательного электрода.
Напряжение электродной пары в момент включения второго компаратора описывается уравнением
Š=E + — fnf(C + 4 )-Š(2}
RT Сг@г fr
2 О nF q V 1 Bi где Е
2 — пороговое значение напряжения второго компаратора;
С, Q, у — концентрация, расr ход и плотность измеряемого газа соответственно;
U — объем абсорбирующей жидкости в поглотительном сосуде, «ВНИИПИ Заказ 41 9 36
Филыал ППП "Натеыт, г. пли, СГ ГРг " / СГ@ГРГ
С Ч 1 = 1+ СЧ г
1 1
Микропроцессор решает уравнение (7) численным метрдом относительно
С .. Если (Š— Е )(Š— Е1) = 2, то решение уравнения (7) упростится до
С1Ч (,- 21 „}
Сг-Г (8)
Г Г
Из уравнения (6) или (8): видно, что показания газоанализатора не зависят от величины стандартного потенциала ионоселективного электрода Ео, а следовательно, от его временного дрейфа (достигающего 2 МВ в сутки) при условии Ec> = const в момент времени 0 c4 t 4 и . Показания электрохимического газоанализатора также не зависят от температуры поглотительного раствора при условии Т = const в момент времени 0 t 4 t . Все это приводит к исключению дрейфовой и температурной погрешности Hs,ïîêàзаний электрохимического газоанализатора, за счет чего повышается точность измерения.
Ти зааж 823 Пощщсыое
Ушгород, ул.Проектыая,4
