Газоанализатор

 

Изобретение относится к определению концентрации газов при избирательном поглощении исследуемого компонента химреактивом-абсорбентом, может быть использовано в химической и металлургической промышленности и позволяет повысить точность измерения и сократить время анализа. Газоанализатор содержит поглотительный сосуд (ПС) 1, заполненный абсорбентом 2 с частью его в виде столбика жидкости, находящегося в прозрачной капиллярной трубке (КТ) 3, установленной на крышке 4 ПС 1. По одну сторону КТ 3 расположена лампа 5 накаливания , а по другую - фотоэлемент to о ел ел со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 N 7/04

1 $f } е 4 р ° ° ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21). 3667969/23-26 (22) 23. 11. 83 (46) 23. 10.86. Бюл. В 39 (71) Воронежский технологический институт (72) П.М. Казьмин и Е.И. Платошкин (53),543. 08 (088. 8) (56) Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М.: Энергия, 1970, с. 445. (54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР, (57) Изобретение относится к определению концентрации газов при изби„„SU„„! 265539 А 1 рательном поглощении исследуемого компонента химреактивом-абсорбентом, может быть использовано в химической и металлургической промышленности и позволяет повысить точность измерения и сократить время анализа. Газоанализатор содержит поглотительный сосуд (ПС) 1, заполненный абсорбентом 2 с частью его в виде столбика жидкости, находящегося в прозрачной капиллярной трубке (КТ) 3, установленной на крышке 4 ПС 1. По одну сторону КТ 3 расположена лампа 5 накаливания, а по другую — фотоэлемент в нижней части ПС 1 в слое инертной жидкости, снабжен коническим поворотным вкладышем 10 с продольными и радиальными каналами., 3 ил.

1265539

Ь с контактами, подклю. енными к фотЬэлектронной следящей системе 8 для фиксации уровня жидкости в КТ 3„

Дозатор 9 газовой пробы расположен

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно — к определению концентрации газов при избирательном поглощении исследуемого компонента химическим реактивом-абсорбентом, и может быть использовано в химической, энергетической и металлургической промышпенности.

Целью изобретения является повышение точности измерения и сокращение времени анализа.

На фиг. 1 показан газоанализатор, общий вид, на фиг. 2 — дозатор газовой пробы; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1.

Газоанализатор состоит из поглотительного сосуда 1, полностью заполненного абсорбентом 2, причем часть его находится в виде столбика жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3, установленной на крышке 4 поглотительного сосуда, с одной стороны прозрачной трубки жестко закреплена лампа 5 накаливания. С противоположной стороны от нее за прозрачной трубкой находится фотоэлемент 6, который контактами 7 подключен к измерительному устройству фотоэлектронной следящей системы 8 для фиксации уровня жидкости в прозрачной капиллярной .трубке. Дозатор 9 газовой пробы (фиг. 2) имеет конический поворотный вкладыш 10 с каналом 11, выходящим отверстием 12 на боковую стенку конического вкладыша ° С одного торца его находится штуцер 13, к которому подводится проба газа, с противоположного торца на шпильке

14 при помощи двух гаек 15 укреплена ножка 16 колокола 17. Конический вкладыш 10 вставлен в жестко закрепленную в нижней части поглотительного сосуда 1 при помощи резьбы 18 втулку 19. Внутренняя стенка втулки

19 и внешняя поверхность коническогo вкладыша 10 плотно притерты, но так, что последний может свободно вращать2 ся внутри втулки. В боковой стенке втулки 19 имеется отверстие 20, сов" падающее с окружностью вращения отверстия 12 и диаметром, равным диаметру этого отверстия. Колокол 17 в открытом положении впускного устройства прикрывает отверстие 20 и совпадающее с ним в этот момент отверстие 12. Рычаг 21, находящийся

10 в ограничительном пазу фланца. 22 втулки, связан через исполнительный механизм поворота вкладыша (соленоид) 23 (фиг. 1) с фотоэлектронной следящей системой 8. Для предотвра15 щения начала реакции поглощения в момент впуска пробы анализируемого газа в поглотительный сосуд налита инертная жидкость 24 с большей плотностью, чем абсорбент (например, 20 глицерин). Наклонные планки 25 служит для увеличения времени нахождения пробы анализируемого газа в абсорбенте и обеспечения полноты реакции. Для выпуска остатка газа име25 ется выпускной клапан 26, который также связан с фотоэлектронной следящей системой 8. Установка начального уровня жидкости .(метка а.) в трубке 3 осуществляется устройством

ЗО коррекции нуля, состоящим из резиновой мембраны 27, скобы 28 и регулировочного винта 29, установленным в отверстии в стенке поглотительного сосуда 1., Принцип работы прибора заключается в следующем.

Проба анализируемого газа по штуцеру 13 доэатора газовой пробы 9, находящегося в открытом состоянии, о каналу 11 подходит к отверстию 12 и совпадающему с ним в этот момент отверстию 20, проходит через них и скапливается в слое инертной жидкости 24 под колоколом 17, прикрываю щим отверстия, образуя пузырек.

Уровень абсорбента в виде столбика жидкости в прозрачной капиллярной

3 12 трубке 3 повышается по мере роста пузырька газа. В момент поднятия уровня жидкости до заданного значения (метка С), устанавливаемого в зависимости от того, какой газ анализируется, фотоэлектронная следящая система 8 сработает, и соленоид

23 посредством рычага 21 поворачивает конический вкладыш 10 относительно своей оси на 90 (фиг. 2). При этом колокол 17 так же, поворачивао ясь на 90 вверх, выпускает отмеренную пробу газа 1 мл, а отверстие

1 2, повернувшись от.отверстия 20 (на фиг. 3 показано пунктиром), тем самым прекращает подачу газа в поглотительный сосуд 1. Реакция поглощения еще не началась, так как пузырек газа находится еще в инертной жидкости. Как только пузырек газа пересечет границу, разделяющую абсорбент и инертную жидкость, реакция избирательного поглощения определяемого компонента газа началась. Пузырек газа проходит по наклонным планкам 25, реагирует с абсорбентом и скапливается в области выпускного клапана 26. По мере поглощения определяемого компонента из пузырька газа уровень жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3 понижается, что фиксируется при помощи фотоэлектронной следящей системы. Понижение уровня абсорбента непрерывно регистрируется на записывающем устройстве (не показано); В момент окончания реакции поглощения понижение уровня жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3 прекращается (метка Ь ), и фотоэлектронная следящая система вырабатывает сигнал открытия выпускного клапана 26. Как только оставшаяся пробагазавыходит через выпускной клапан в атмосферу, он автоматически закрывается, а соленоид 23 посредством рычага 21 поворачива-ет конический вкладыш 10 впускного устройства вокруг своей о оси на 90 в обратном направле.нии. При этом отверстия 12 и 20 вновь совмещаются и через них открывается доступ новой пробе газа под колокол 17, так же повернувшийся на о

90 в обратном направлении, прикрыв собой отверстие 20. Начинается новый цикл. Запись наименьшего положе-. ния уровня жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3 служит мерой концентрации определяемого компонента в смеси газа. В процессе эксплуа65539

Повышение точности применением капиллярной трубки для измерения объема газа видно из следующих расчетов.

Чтобы при отборе пробы газа объемом 1 мл уровень абсорбента в .прозрачной капиллярной трубке поднялся до 200 мм, выбираем диаметр ее по следующей формуле 2

50 ٠— Н -V

4 е где D — диаметр прозрачной капиллярной трубки;

И вЂ” высота абсорбента в ней, 200 мм, объем абсорбента в ней, 2000 мм

Определяем. требуемый диаметр капиллярной трубки

55 тации прибора возможно некоторое понижение или повышение уровня жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3 вследствие воздействия внешних факторов: выплескивание через выпускной клапан вместе с газом абсорбента, повышенная влажность анализируемого газа. Повернув винт устройства коррекции нуля и прогнув р резиновую мембрану 27 внутрь или наружу соответственно повышают или понижают уровень жидкости в прозрачной капиллярной трубке 3, тем самым устанавливая начальное положение его.

Предлагаемый гаэоанализатор имеет следующие преимущества по сравнению с известным: исключение необходимости передачи прореагировавшего газа на расстоянии и в связи с этим — от2щ сутствие переходных трубок, замена измерительного колокола на прозрачную капиллярную трубку, установленную на крышке поглотительного сосуда, применение фотоэлектронной след дящей системы, для фиксации уровня . жидкости в капиллярной трубке, отсутствие длительного процесса прокачки газа из-под измерительного колокола и из дозировочной бюретки в поглотительный сосуд, уменьшение вводимой пробы газа со 100 мл до

1 мл, что требует в 100 раз меньшего .расхода абсорбента, позволяет сократить время анализа одной пробы газа с 2-3 мин до 10-15 с, повышение точ35 ности прибора в 2 раза.

Отказ от применения ртути в качестве затворной жидкости делает прибор безопасным в работе.

При использовании газоанализатора с пределом измерения 0-5Х в процессе реакции поглощения уровень будет понижаться на 5 мм. А изменение уровня абсорбента в прозрачной капиллярной трубке на 2 мм будет соответствовать концентрации 1Х. Известные средства измерения малых значений уровня позволяют измерять с погрешностью до 0,1 мм, что состав ляет 0,05Х концентрации, т.е. абсолютная погрешность 0,05Х. р-у „ = 3,56 мм

Гд 4 2000 г у Hr 200

Тогда относительная погрешность составит

00У ОУ04 100Х 0 17 g -g 5 " ми где- 6 — абсолютная погрешность, 0905Х. ф - относительная погрешность,"

-Π— разность между началом

Ф И 4 и концом шкалы, 5 мм„

Существующие газоанализаторы с пределом измерения 0-5Х имеют относительную погрешность 2-2,5Х.

65539 4

Формула изобретения

Газоаналиэатор, включающий дозатор газовой пробы, поглотительный сосуд, заполненный абсорбентом, и устройство для измерения объема газа, подсоединенное к крышке поглотительного сосуда, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения и сокращения вре10 мени анализа, поглотительный сосуд заполнен инертной жидкостью плотностью, большей плотности абсорбента, дозатор расположен в нижней части поглотительного сосуда в слое инерт15 ной жидкости и содержит неподвижную втулку с радиальным каналом, установленный в ней конический поворотный вкладыш с продольным и радиальным каналами, колокол, укрепленный

2О на торце вкладыша и расположенный при отборе пробы над отверстием во втулке, и механизм поворота вкладыша, устройство для измерения объема газа выполнено в виде капиллярной трубки, и газоаналиэатор снабжен выпускнйм клапаном,. устанозленным на крышке сосуда, мембраной с регулировочным винтом для коррекции нуля, установленной в отверстии, выЗО полненном в стенке сосуда, и фотоэлектронной следящей системой для фиксации уровня жидкости в капиллярной трубке, связанной с выпускным клапаном и механизмом поворота вкладыша.

1265539

Я-А

1Î

Фиа 3

Составитель А. Женова

Редактор В.Иванова Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5651/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4