Способ определения концентрации примесного газа

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использов ано для определения концентрации примесных газов, в том числе влажности газов. Цель изобретения - расширение диапазона определения концентрации примесного газа и повышение точности измерения. Цель достигается измерением разности диэлектрических проницаемостей исследуемого газа до и после выделения из газа анализируемого примесного компонента, а концентрацию рассчитывают по формуле: для молярной концентрации Nj( Ј ) (Јьь-ЈЬс)/4 л() NA Р(Јьь), для молярной доли Xj а ( Е ъъ Ј Ьс)/( а -аi) F( Ј ьь), где Јн - диэлектрическая проницаемость исследуемого газа при нормальных условиях; (Ј ьь Ј Ьс) - разность между диэлектрическими проницаемостями сжатого газа до и после извлечения из него примесного компонента; J, а, и а - полные поляризуемости молекул газа и примесного компонента; Р(еьь)- диэлектрическая функция , соответствующая газу в сжатом состоянии; NA число Авогадро. 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ малярную долю по формуле

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4627460/25 (22) 29,11.88 (46) 23.11,91 Бюл. М 43 (75) А.А.Потапов (53) 543.25 (088.8) (56) Потапов А,А., Мецнер Е,П. Установка для исследования диэлектрических свойств газов. — Приборы и техника эксперимента, 1982, N. 5, с, 192.

Потапов А.А, Измерение влажности газов на основе диэлектрического метода.—

Измерительная техника, 1985, М б, с, 48.. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСНОГО ГАЗА

f57 Изобоетение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации примесных газов, в том числе влажности газов. Цель изобретения — расширение диапазона определения концентрации примесИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации примесных газов, в том числе влажности газов.

Цель изобретения — расширение диапазона определения концентрации примесного газа и повышение точности измерения, Сущность способа заключается в том, что измеряют разность диэлектрических проницаемостей исследуемого газа до и после выделения из газа анализируемого примесного компонента j, а концентрацию рассчитывают следующим образом: молярную концентрацию по формуле. Ж„„1693512 А1 ного газа и повышение точности измерения.

Цель достигается измерением разности диэлектрических проницаемостей исследуемого газа до и после выделения из газа анализируемого и римесного компонента ), а концентрацию рассчитывают по формуле; для молярной концентрации Nj=(e < — 1) (еьь-яьс)/4л(а -а;) Мд Р(еъь), для молярной доли Х =а,(яьь- еьс)/(а j ai) F(eьь), где ен — ДИЭЛЕКтрИЧЕСкая пРоницаемость исследуемого газа при нормальных условиях; (я ьь- я ьс) — разность между диэлектрическими проницаемостями сжатого газа до и после извлечения из него примесного компонента; J, а и а — полные поляризуемости молекул газа и примесного компонента; Р(е ьь) — диэлектрическая функция, соответствующая газу в сжатом состоянии; ЯА — число Авогадро. 1 ил. х — а еьь — я bc

Га — а ) РТя ььТ где е н — диэлектрическая проницаемость (ДП) газа при нормальных условиях; (е ьь — е b<) — разность между диэлектрическими проницаемостями сжатого газа до и после выделения анализируемого примесно: о компонента;

F(e bb) — диэлектрическая функция, соответствующая газу в сжатом состоянии; а i и а — полные поляризуемости молекул газа и анализируемого примесного компонента;

NA — число Авогадро.

На чертеже приведено устройство для реализации способа.

Устройство для реализации способа содержит устройство 1 формирования газа с

1693512 заданной плотностью, которое подсоединено через устройство 2 для извлечения J-ra компонента газовой смеси к опорной ячейке 3 дифференциального измерителя ДП, ячейка 3 и измерительная ячейка 4 диффе- 5 ренциапьного измерителя ДП подключены к устройству 5 для измерения разности ДП и к устройству 6 для измерения ДП сжатого газа. Дроссель 7 редуцирует высокое давление до заданного. Измерительная ячейка 8 10 для газа при нормальных условиях(при низком давлении) подсоединена к устройству 9 для измерения ДП газа при нормальных условиях.

Сжатый газ (например, от баллона) по- 15 ступает на вход устройства 1 для установления "нуля" прибора. Устройство 1 представляет собой газовук> схему, с помощью которой на его выходе формируется газ с заданной плотностью либо тот же газ., 2О но с выделенным (например, с помощью соответствующего сорбента или путем вымораживания) анализируемым компонентом J, Исследуемый гаэ поступает на опорную 25 ячейку 3 через устройство 2 для выделения

j-го компонента и на измерительную ячейку

4. Опорная 3 и измерительная 4 ячейки представляют собой первичный преобразсватель количества молекул газовой смеси в ЗО электрический сигнал (например, конденсаторы или резонаторы).

Если в обе ячейки поступает одинаковый газ (с выделенным из него j-м компонентом), то разность ДП сжа — îãî газа 35 соответствует "нулю" и тем самым определяет в этом режиме "ноль" прибора. При подаче с устройства 1 газа с анализируемым компонентом в ячейках 3 и 4 возникает разность ДП за счет различия поляризуемостей 4О молекул J-го и l-x компонентов, Эту разность

ДП (f ьь — E ьс) измеряют с помощью соответствующего устройства 5. Чтобы определять общее количество молекул в исследуемом газе, в схеме предусмотрено 45 ьс) для моля рной доли ) т

Qi еьь — еьс

ga) =ад т(Гьь где 6 g — диэлектрическая проницаемость исследуемого газа при нормагьных условиях; (8 ьь — е ьс) — разность между диэлектрическими проницаемостями сжатого газа до и после извлечения из него примесного компонента J, Q i и а1 — полные поляризуемости молекул газа и примесного компонента;

Е(е ьь)-- диэлектрическая функция, соответствующая газу в сжатом состоянии;

ЙА — число Авогадро, устройство 6, предназначенное для измерения ДП сжатого газа.

3атем сжатый гаэ редуцируется с помощьюдроссепя 7 до нормального состояния (при котором газ применяется) и подается на измерительную ячейку 8 (например, конденсаторную ипи реэонаторную), которая является первичным преобразователем ДП газа (при низком давлении). Последняя измеряется с помощью устройства 9.

По данным измерений, осуществляемых с помощью устройств 5, 6 и 9, рассчитываются концентрации анализируемого компонента в исследуемой газовой смеси.

Формула изобретения

Способ определения концентрации примесного газа, заключающийся в измерении диэлектрической проницаемости газа при нормальных условиях, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, " целью расширения диапазона измерения и повышения точности, измеряют диэлектрическую проницаемость исследуемого газа в сжатом состоянии до и после извлечения из него примесного компонента, а его концентрацию рассчитывают по формулам для молярной концентрации

4 к(а — а Яд

1693512

Составитель Ю.Клевков

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор В.Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ.4074 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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