Устройство для приготовления газовых смесей

 

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, а конкретно - к устройствам для приготовления поверочных газовых смесей, используемых при проверке газоанализаторов. Целью изобретения является повышение точности и удобства в эксплуатации устройства за счет получения на выходе устройства аттестованных газовых смесей и их непрерывного контроля аттестованными средствами измерений. В состав устройства входят стабилизатор 1 расхода газа - носителя, электрохимический дозатор 2, пневматический делитель 3 газового потока, выполненный на пневмодросселях 4, с выходами 6,7, электрохимическая ячейка 8, первый вход 9 смесители 10 и его второй выход 11, стабилизатор 12 расхода газа - разбавителя, выход 13 смесителя, выход устройства 14, компаратор 15, постоянный и переменный резисторы 16,17, индикатор 18, регулируемый источник 19 постоянного тока, микроамперметр 20. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 В01 F302

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКЬМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4160089/23-26 (22) 15.12.86 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (72) 1О. И. Гохфельд, В. А. Рылов, и А. Н. Яковлев (53) 66.012-52 (088.8) (56) Установка УПΠ— 1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

5Б 1.550.227. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, а конкретно к устройствам для приготовления поверочных газовых смесей, используемых при поверке газоанализаторов. Целью изобретения является повышение точности и удобства в

ÄÄSUÄÄ 1473817 A 1 эксплуатации устройства за счет получения на выходе устройства аттестованных газовых смесей и их непрерывного контроля аттестованными средствами измерений. В состав устройства входят стабилизатор 1 расхода газа-носителя, алектрохимический дозатор 2, пневматический делитель 3 газового потока, выполненный на пневмодросселях 4, с выходами 6, 7, электрохимическая ячейка 8, первый вход 9 смесителя 10 и его второй выход 11, стабилизатор 12 расхода газа-разбавителя, выход 13 смесителя, выход устройства 14, компаратор 15, постоянный и переменный резисторы 16, 17, индикатор 18, регулируемый источник 19 постоянного тока, микроамперметр 20. 1 ил.

1473817

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, в частности к устройствам для приготовления поверочных газовых смесей, используемых при поверке газоанализаторов.

Цель изобретения — повышение точности и удобства в эксплуатации устройства за счет приготовления аттестованных газовых смесей и их непрерывного контроля аттестованными средствами измерений.

На чертеже изображена установка для приготовления смесей сероводорода с воздухом в диапазоне микроконцентраций.

Установка содержит стабилизатор 1 расхода газа-носителя (азота), подключенный к электротехническому дозатору (электролизеру) 2, пневматический делитель 3 газового потока, выполненный на пневмодросселях 4, вход 5 которого подключен к выходу электролизера 2, а выходы 6 и 7— к электрохимической ячейке 8 и входу 9 смесителя 10 соответственно. К выходу 11 смесителя 10 подключен стабилизатор 12 расхода газа-разбавителя (42Я 0, остальное азот), а выход 13 смесителя 10 подключен к выходу 14 устройства. Входы компаратора 15 подключены соответственно к постоянному резистору 16, включенному в токовую цепь электролизера 2 и к переменному резистору 17, подключенному к токовому - выходу ячейки 8. Выход компаратора 15 подключен к индикатору 18, выполненному, например, на светодиодах красного и зеленого цвета. Ток через электролизер 2 и пропорциональная ему концентрация сероводорода задаются регулируемым источником 19 постоянного тока и отсчитываются по шкале микроамперметра 20.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемым источником 19 по шкале микроамперметра 20, проградуированной в единицах концентрации, задают определенную концентрацию сероводорода и соответствующую ей величину тока 1. через электролизер 2. При этом в электролизере 2 со скоростью q=kl. образуется сероводород (k — постоянный коэффициент в соответствии с законами электролиза) . Образующийся сероводород сдувается потоком азота, поступающего с постоянным расходом из стабилизатора 1. Сероводородноазотная смесь поступает в делитель 3 и ее поток делится в строго заданном постоянном отношении (примерно 1:1). С выхода 6 делителя 3 часть смеси поступает в ячейку 8, работающую по принципу топливного элемента. В ячейке 8 происходит обратное электролизеру 2 преобразование потока газа в электрический ток 1.=

=k q, где k — постоянный коэффициент в соответствии с законами электролиза;

q — скорость поступления сероводорода в ячейку 8. В реализованной конструкции устройства суммарный коэффициент потерь цепочки преобразований электрический ток — сероводород — ток составляет

0,97+-0,01 (1 =0,971э при подаче 100 смеси из электролизера 2 в ячейку 8).

5 Другая часть смеси сероводорода с азотом с выхода 7 делителя 3 поступает на вход 9 смесителя 10. На другой вход ll смесителя 10 из стабилизатора 12 с тем же расходом, что и расход азота, подается смесь азота с кислородом (42Я 0 ), так, что на выходе 13 смесителя, подключенном к выходу 14 установки, образуется смесь искусственного воздуха (21Я 0, остальное азот) с сероводородом. При чем. смесь азота с кислородом на вход 11 смесителя 10 из стабилизатора 12 (разумеется, подключенного к источнику этой смеси, например к баллону со смесью) подается с тем же расходом, что и к входу 9 за счет начальной регулировки с использованием прямых измерений и сравнения величин расходов, измеренных, например, серийно выпускаемым измерителем объемного расхода типа УИРà — 2А. Начальная установка равенства расходов возможна за счет того, что используемые в устройстве стабилизаторы 1 и 12 расхода типа СРà — 28Е перестраиваются в широких пределах (от 1 до 10 л/ч). Однажды установленное равенство расходов самоподдерживается стабилизаторами 1 и 12 с высокой точностью достаточно длительное время (около года и более).

Ток через электролизер 2 и ток ячейки 8 создают на резисторах 16 и 17 соответственно падения напряжения, пропорциональные этим токам. Величину резистора 17 выбирают такой, чтобы при коэффициенте потерь

35 0,97 цепочки преобразований ток — сероводород — ток напряжения на обоих входах компаратора 15 были равны. В этом случае на индикаторе 18 светится светодиод зеленого цвета («работа»). При несовпадении напряжений на входах компаратора 15 в пределах заданной величины (например, более +ЗЯ) на индикаторе 18 светится светодиод красного цвета.

При включении устройства в работу или изменения концентрации сероводорода с по4 мощью регулируемого источника 19 постоянного тока устанавливают по микроамперметру 20 желаемую величину концентрации сероводорода (соответственно, тока). При этом ток ячейки начинает изменяться от любого первоначального значения до вели50 чины, при которой напряжения на входах компаратора 15 становятся равными. При этом горевший ранее красный светодиод гаснет и загорается зеленый — устройство готово к работе при заданном значении концентрации сероводорода.

При очередном изменении значения концентрации сероводорода (и тока 1э) напряжение на резисторе 16 меняется практи1473817

Формула изобретения

20

30

Составитель А. Прусковпов

P едактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1736/5 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 чески скачком, происходит разбаланс напряжений на входах компаратора 15 (из-за инертности тока ячейки 8) и зажигается красный светодиод индикатора 18. Однако через непродолжительное время ток ячейки 8 снова начинает соответствовать новому значению тока 1., напряжения на входах компаратора 15 выравниваются и снова загорается зеленый светодиод — устройство опять готово к работе при новом значении концентрации сероводорода.

При отклонении режима работы установки от номинального (неисправность или метрологический отказ) равенство напряжений на входах компаратора 15 не достигается -15 и на индикаторе 18 постоянно горит светодиод красного цвета («отказ»).

Наличие в предлагаемом устройстве ячейки и компаратора со световой индикацией обеспечивает контроль соответствия концентрации сероводорода номиналу непрерывно и автоматически. При этом фиксируются основные причины метрологических отказов в работе устройства: изменение выхода по току генерируемого газа (сероводорода) в электролизере или его утечка через неплотности, приводящие к отклонению концентрации от номинальной, нарушения в работе системы подачи газа-носителя (азота) . Это повышает метрологическую надежность. Удобство в работе достигается тем, что оператор может непрерывно следить за состоянием устройства и соответствием метрологических параметров требуемым. Сокращается время на проведение измерений, так как готовность устройства к работе при включении нли переходе с одной концентрации на другую легко определяется по световому индикатору.

УсТройство для приготовления газовых смесей, содержащее стабилизатор расхода газа-носителя, выход которого пневматически соединен с входом дозатора, стабилизатор расхода газа-разбавителя, выход которого пневматически соединен с первым входом смесителя, выход которого пневматически соединен с выходом устройства, а также пневматический делитель газового потока, первый выход которого пневматически соединен с входом электрохимической ячейки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и удобства в эксплуатации устройства за счет получения на выходе устройства аттестованных газовых смесей и их непрерывного контроля аттестованными средствами измерений, в его состав дополнительно введены индикатор, постоянный и переменный резисторы, регулируемый источник постоянного тока, измеритель и компаратор, причем выход дозатора пневматически соединен с входом пневматического делителя газового потока, второй выход которого пневматически соединен с вторым входом смесителя, первый и второй входы компаратора электрически соединены с первым и вторым токовыми выходами электрической ячейки и с первым и вторым выводами переменного резистора соответственно, третий и четвертый входы компаратора электрически соединены соответственно с первым выводом постоянного резистора, с токовым выходом дозатора и с вторым выводом постоянного резистора, с первым выходом регулируемого источника постоянного тока, второй выход которого через измеритель электрически соединен с управляющим входом дозатора, а выход компаратора соединен с индикатором.