Способ приготовления газовых смесей

 

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в установках , нредназначенных для получения поверочных газовых смесей, необходимых для иоверки газоанализаторов. Цель - расширение диа11азо1 а ириготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени нриготовлення. Исходный газ нронускают iioc. ie. ioBare. ibHO через 1ервую и втой ана- Химия, ГАЗОу ана устаия пох для расшиесей в шение з нрои вторую твердоэлектролнтные ячейкн (ТЭЯ). К э.чектродам второй ТЭЯ прикладывают постоянное напряжение, рассчнт1..наемое по формуле Иернста, уменьн1ают коннентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ТЭЯ таким образом, что- 6iji ток через электроды второй ячейки не нревьинал значений ()где i - ток, нротекаюни1Й через вторую ТЭЯ; R - газовая постоянная.. Т - температура рабочей зоны второй ТЭЯ; F - 1Ч зовая постоянная; Т температура рабочей зоны второй ТЭЯ; п - число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента; Г - число Фарадея; г - сопротивление второй ТЭЯ; 6 - нормированное значение Hoipein- ности. Концентрация газа, постунаюн1.его во вторую ячейку, становится при i ;6RT/(nF r) настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле Нернста, что ее можно принять равной заданной с погрешностью $, равной заданной в вьипеуказанной формуле . 1 ил. i а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 (з 01 Х 27 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4149371/24-25 (22) 1! .1().86 (46) 3().09.88. Вюл. ¹ 36 (72) ..Ч. Мурзин, В. Е. Журавлев и В. 1. Баженов (53) 543.247 (088.8) (56) Авторско< свидетельство СССР

¹ 1142783, кл. (л 01 Х 27/46, 1985.

Тхоржевский В. (!. Автоматический анализ химического состава газов. М.: Химия, 1969, с. 284 — 285. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в установках, предназначенных для получения поверочных газовых смесей, необходимых для поверки газоанализаторов. Цель -- расширение диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени приготовления. Исходный газ прону как>т шгследонатсльно через первую и вто„„SU„„1427281 А1 рук> твсрдоэлектрол птные ячейки (ТЭЯ ) .

К электродам второй ТЭЯ прикладывают постоянное напряжение, рассчитt.)íëcìîñ по формуле 1(срнста, умсньшак>т коннсптрацпк задаваемого компонента путем изменения тока через и< рвую ТЭЯ таким образом, чтобы ток через эл KTpo;il>l второй ячейки нс превышал значений i= — b RT (и Ег) где i — ток, протекающий через вторую ТЭЯ; К -- газовая постоянная, Т - температура рабочей зоны второй ТЭЯ; R — газовая постоянная; Т вЂ” температура рабочей зоны второй

ТЭЯ; п — — число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента; Е-число Фарадея; г — сопротивление второй

ТЭЯ; о — нормированное значение погрешности. Концентрация газа, поступающего во вторую ячейку, становится при i ART/(пЕг) настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле Нернста, что ее можно принять равной заданной с погрешностьк> О, равной заданной в вышеуказанной формулc 1 ил.

1427281

ART! < — р

Формула. изобретения

КТ Соа з — 4F 2 07.10-4 (2) Изобретение относится к газовому анализу, а точнее к методам приготовления газовых смесей с известным содержанием одного из компонентов.

Цель изобретения — расширение диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени приготовления.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки, источник 3 регулируемого напряжения, задатчик 4 напряжения, измеритель 5 тока.

К электродам второй твердоэлектролитной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле Нернста, изменяют концентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейку таким образом, чтобы ток через электроды второй ячейки не превышал значений где i — ток, протекающий через вторую твердоэлектролитную ячейку;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура рабочей зоны второй твердоэлектролитной ячейки; и — число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента;

F — число Фарадея;

r — сопроти вление второй твердоэлектролитной ячейки;

6 — нормированное значение погрешности.

Пример. Необходимо получить смесь с заданным компонейтом — кислородом, с концентрацией кислорода 2,07 ° 10 "о .

Для получения смеси требуемого состава азот из баллона направляют последовательно через первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки. Затем к электродам второй ячейки подключают напряжение

U3, значение которого соответствует задаваемой концентрации кислорода (C3

2,07 10 Я) . Напряжение U3 рассчитывают по формуле Нернста где R — газовая постоянная;

Т вЂ” рабочая температура ячейки;

4F †количест электричества, необходимое для электрохимического переноса 1 моль кислорода;

Со — концентрация кислорода в сравнительной среде.

Если Т = 907К, à Co> —— 20,7Я, то

Ua = 225

10 l5

Под действием напряжения кислород начинает извлекаться из потока газа, при этом через вторую ячейку течет некоторый ток i>. На выходе из этой ячейки устанавливается некоторая точно неизвестная концентрация кислорода, так как прилагаемое напряжение Ua частично расходуется на преодоление омического сопротивления твердого электролита (4г) (где r — сопротивление твердого электролита) .

Чтобы уменьшить омическое сопротивление r до требуемого уровня, подключают источник 3 регулируемого напряжения к электродам первой ячейки (так как необходимо в данном случае выкачать кислород из потока. газа, т.е. «минус» источника подключают к электроду, контактирующему с газом из баллона) и регулируют ток, протекающий через электроды первой ячейки таким образом, чтобы ток, протекающий через электроды второй ячейки не превышал значений: г

ЗРТ (3)

При этом погрешность за счет наличия тока на второй ячейке не превышает 0,01, т.е. отличие концентрации кислорода на выходе из второй ячейки от требуемой концентрации не более 1Я (отн.).

Этот эффект достигается благодаря тому, что концентрация кислорода, поступающего во вторую ячейку, становится при (2 . 10 А настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле (2), что ее можно принять равной заданной с погрешностью, равной заданной в формуле (1).

Способ приготовления газовых смесей с омощью первой твердоэлектролитной ячейки и второй твердоэлектролитной ячейки, температура которой поддерживается на постоянном известном уровне, заключающийся в том, что исходный газ пропускают последовательно через первую и вторую твердоэлектролитные ячейки и осуществляют перекачку задаваемого компонента через ячейки, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшения времени приготовления, к электродам второй твердоэлектролитной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле Нернста, изменяют концентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейку так, чтобы ток через электроды второй ячейки не превышал значений. бйТ, nFr где i — ток, протекающий через вторую твердоэлектролитную ячейку;

1427281

5 /д

ГЮЫ

Юхад

2ЫЗР

Составитель Г. Боровик

Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 4848/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура рабочей зоны второй ячейки; п — число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента;

F — число Фарадея; г — сопротивление второй твердоэлектролитной ячейки; о — нормированное значение погрешности.