Способ определения состава газовой смеси

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включающий напуск исследуемой газовой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной, измерение максимального перепада давления между камерами, пропорционального концентрации компонентов газовой смеси, при этом перепад давления в начальньм момент времени ра/П/ Jif : Iff вен нулю, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения за счет опред еления молекулярной массы компонентов исследуемой газовой смеси , предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительньй газ соответственно в рабочую и сравнительную камеры, измеряют время достижения -характерных максимумов перепада давления, соответствующих, компонентам эталонной смеси с известными-молекулярными массами, после напуска исследуемой смеси и сравниТельного газа измеряют время достиже 5 ния максимумов перепада давления и сл определяют молекулярные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совпадающим во времени характерным максимумам перепада давления эталонной газовой смеси. 00 tc СА9

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (si)4 С 01 N 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ng

4t

02

М

Фф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3639253/23-26 (22) 19.07.83 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) В.В.Овчинников, В.И.Кузнецов и В.Д.Селезнев (53) 661.96 (088.8) (56) Флеров Г.Н., Барашенков В.С.

УФН, 1974, т. 144, вып. 2, с. 361-369.

Соколов В.А.Meтады анализа газов. M., 1958, с. 249-251. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ COCTABA

ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включающий напуск исследуемой газовой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной, измерение максимального перепада давления между камерами, пропорционального концентрации компонентов газовой смеси, при этом перепад давления в начальный момент времени ра„„SU„„1182332 А веннулю,oTличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения за счет определения молекулярной массы компонентов исследуемой газовой смеси, предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительный газ соответственно в рабочую и сравнителы .ую камеры, измеряют время достижения характерных максимумов перепада давления, соответствующих, компонентам эталонной смеси с известными-молекулярными массами, после напуска исследуемой смеси и сравни тельного газа измеряют время достижения максимумов перепада давления и определяют молекулярные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совпадающим во времени характерным максимумам перепада давления эталонной газовой смеси.

1182332

/s s . (st s (ь s<)

Р=Р е -е /+Р е -е +...+Р е -е /

-1 / г ", /

Щ парциальные давления компонент, причем

С1Ро концентрация .45

i-го компонента; первоначальное давление смеси, где P„, P Р„

4 ) к

3 L Ч

Vg. N

Sx соотвтетственно для эталонного газа эффективный радиус и длина 55 пор мембраны; общее число пор1 объем камер;

Изобретение относится к способам определения состава газовой смеси и может найти широкое применение в тех отраслях промьппленности и |ародного хозяйства, где необходимо производить одновременный качественный и количественный анализ состава газовых смесей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измере- 10 ния за счет определения молекулярной массы компонентов исследуемой газовой смеси, На фиг, 1 представлена калибровочная зависимость молекулярная масса— характерное время достижения максимума давления, на фиг. 2 и 3 — относительное изменение перепада дав— ления многокомпонентной газовой смеси. 20

Измерения производят при реализации свободно-молекулярного (кнудсеновского) течения газа в порах мембраны (10d (Л., где d — диаметр пор, а Ъ- средняя длина свободного про- 25 бега газовых молекул). Поэтому движение отдельных компонент через мембрану можно считать независимым.

Следовательно, время достижения каждого характерного максимума давления однозначным образом зависит от молекулярной массы компонента. Аналитическое выражение изменения давления многокомпонентной смеси в камерах устройства реализующего дан9

35 ный способ, можно записать в виде

6ВТ "П

+1 Т(И; тепловая скорость молекул --го компонента.

Данная зависимость имеет явно выраженные максимумы„ которым соответствуют характерные времена

1n S; — Ln S ю; S S, х i

В качестве мембран используют полиядерные фильтры Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна) 1) и мембраны фирмы и о 11

Nuc epore (США) . Они выгодно отличаются от мембран других типов порами цилиндрической формы и их малой дисперсией по размерам.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Сначала определяют характерные времена достижения максимумов давле.— ния для газов с известными молекулярными массами. Для этоro предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительный газ соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной, Выравнивают в начальный момент времени давления в камерах. Затем измеряют величину и время достижения характерных максимумов перепада давления, соответствующих компонентам эталонной смеси с известными молекулярными массами. При этом величина отдельного максимального перепада давления между камерами пропорциональна концентрации соответствующей компоненты газовой смеси.

На основе полученных данных строят калибровочную зависимость молекулярная масса — характерное время достижения максимума давления (фиг.1).

Перед следующим измерением камеры промывают сравнительным газом.

После напуска исследуемой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры измеряют время достижения максимумов перепада давления и определяют молекулярные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совгадающим во времени характерным максимумам перепада давления эталонной газовой смеси.

Пример 1. Получение калибровочной зависимости эталонного газа

1182332

m =f (Г ) где m. à — масса и соотJ 1 Ä J ветствующее ей характерное время достижения максимума давления для

j-го компонента. В качестве сравни— тельного газа использовался Не. 5

Калибровка проводилась на мембра = не типа ядерный фильтр из полизтилентерефталата (лавсана) . Для обеспечения кнудсеновского режима течения газа в порах мембраны, т.е. исходя 10 из соотношения 10d (Я, давление в капилляре было выбрано равным

10 торр, а мембрана имела следующие характеристики: d = 200 1, п

2,5 10 пор/см, толщина L =

10 мкм и площадь F = 3 см . На фиг. 1 изображена полученная калибровочная зависимость для ряда газов.

Пример 2. Анализ многокомпонентной газовой смеси Х -X --Х--Не 20

1 2 3 при неизвестных Х„, Х2, Х . На фиг. 2 можно выделить несколько õàрактерных максимумов, которым будут соответствовать „= 15 с, с = 85 с и = 120 с. Исходя из калибровочнои кривои получим: Х = Н, Х = N

X = С02 . При этом степень разрешенйя данной смеси составляет,103 (относительная высота двух близлежащих пиков, см.фиг.3> а точность определения концентрации лежит на уровне 5Х что вполне удовлетворительно для данного типа устройства.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить анализ многокомпонентных смесей, когда компоненты отличаются по массе не менее чем в 1,5 раза. !

Применение данного способа особенно выгодно в тех областях науки и техники, где необходимо оценочное, экспрессное и простое определение состава газовой смеси.

1182332 аРР

И f20

Рие, 3

Составитель А.Берлин

Техред M. Надь Корректор Л.Бескид

Редактор В.Ковтун

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6094/38 Тираж 896 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Способ определения состава газовой смеси Способ определения состава газовой смеси Способ определения состава газовой смеси Способ определения состава газовой смеси 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к материаловедению изделий легкой промышленности, в частности к методам изучения структуры и свойств материалов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для контроля скважности силосной массы в процессе ее уплотнения в горизонтальных силосных хранилищах

Изобретение относится к материаловедению изделий легкой промышленности, в частности к методам изучения структуры и свойств материалов

Изобретение относится к способам приготовления парогазовых смесей веществ в массовых единицах концентрации и может использоваться для метрологического обеспечения (аттестации, поверки и градуировки) газоанализаторов

Изобретение относится к экспериментальной гидрофизике дисперсных и пористых материалов, может быть использовано в сельском хозяйстве и строительстве и позволяет упростить конструкцию устройства для измерения капиллярного давления жидкости
Наверх