Переносной газоанализатор

 

,40

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ с-- РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ОСПАТЕНТ СССР) (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (я)5 6 01 N 27/04

4E „„if ;@gy !и

f c q ° 7 ;".г °

1 (1) 4893792/25 (22) 31.10.90 (46) 07.02,93. Бюл. М. 5 (5) Л.В. Илясов и tO.Â, Исаев (6) Тхоржевский В.П. Автоматический анализ газов. M.: Химия, 1969, с. 35 — 45.

Авторское свидетельство СССР . 1430883, кл, G 01 N 27/04, 1988.

4) ПЕPЕНОСНОЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

7) Использование: аналитическая техника. ущность изобретения: газоанализатор соержит узел отбора анализируемого газа, Изобретение относится к аналитической технике, а точнее к переносным усТр ойствам для анализа газов.

Известны переносные газоанализатоы, содержащие узел отбора анализируемог газа, фильтр, измерительную камеру с ч, вствительным элементом, побудитель расхода, соединенные в циркуляционный контур, а также измерительное устройство, срединенное с чувствительным элементом.

Работа этих устройств основана на непрерывной продувке анализируемого газа, и змерении и индикации количественных характеристик состава анализируемого газа.

Недостатком этих устройств является низкая надежность, обусловленная отсутс гвием в них системы самоконтроля, а также низкая точность, вызванная изменением во в ремени метрологических характеристик сЬрбционных чувствительных элементов. !. Ж,, 1793349 А1 фильтр, измерительную камеру с чувствительным элементом. Побудитель расхода и поглотитель соединены в циркуляционный контур. В устройство введена проточная камера, устанавливаемая на газовой линии между измерительной камерой и поглотителем. В проточной камере располагается нагревательный элемент, соединенный с источником электрической энергии и покрытый материалом, при термическом разложении которого в среде анализируемого газа выделяется определяемый компонент. 1 ил., 1 табл, Наиболее близким к предлагаемому является переносной газоанализатор, содер>кащий узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с сорбцион- V ным чувствительным элементом, побудитель расхода и поглотитель, соединенные в (ь) циркуляционный контур, измерительное ус- () тройство, соединенное с чувствительным ф элементом.

Недостатком этого устройства является низкая надежность и низкая точность изме- . рений, связанные с неконтролируемыми изменениями во времени метрологических характеристик сорбционного чувствительного элемента.

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в известном газоанализаторе, содержащем узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с чувствительным

1793349 элементом, побудитель расхода и поглотитель, соединенные в циркуляционный контур, измерительное устройство, соединенное с чувствительным элементом на газовой линии, между измерительной камерой и поглотителем устанавливается проточная камера с расположенным в ней нагревательным элементом, соединенным с источником электрической энергии и покрытым материалом, при термическом разложении которого в среде анализируемого газа выделяется определяемый компонент.

На чертеже показана схема устройства, содержащего узел 1 отбора анализируемого газа, фильтр 2, измерительную камеру 3 с чувствительным элементом 4, измерительное устройство 5, проточную камеру 6 с нагревательным элементом 7, газовыделяющее покрытие 8, источник 9 электрической энергии, реверсивный побудитель 10 расхода и поглотитель 11, Работа устройства осуществляется в трех режимах; "Измерение", "Подготовка", "Калибровка". B режиме "Измерение" побудитель 10 расхода создает поток анализируемого газа с направлением по часовой стрелке по схеме. При этом анализируемый газ иэ пробоотборного устройства 1 подается через фильтр 2 в измерительную камеру

3 и далее по циркуляционному контуру. Измерительное устройство 5 при этом осуществляет измерение величины информативного параметра чувствительного элемента 4, которая пропорциональна концентрации определяемого компонента в анализируембм газе.

В режиме "Подготовка" побудитель 10 расхода создает противоположный по направлению поток анализируемого газа, который из пробоотборного устройства 1 попадает сначала в поглотитель 11, где задерживается определяемый компонент, а затем через побудитель 10 расхода и проточную камеру 8 в измерительную камеру 3, Величина информативного параметра чув " ствительного элемента при этом, соответствующая протеканию через измерительную камеру анализируемого газа, не содержащего определяемый компонент, соответствует нулевому уровню сигнала, Режим

"Подготовка" необходим для коррекции нулевого уровня сигнала при наличии дрейфа.

B режиме "Калибровка" поток анализируемого газа тот же, что и в режиме "Подготовка". При этом от источника электрической энергии 9 к нагревателю 7 подается импульс энергии, нагреватель нагревается до температуры, необходимой . для частичного разложения газовыделяющего вещества 6 и определяемый компонент. выделившийся из последнего, с потоком чистого анализируемого газа (не содержащего анализируемого компонента) из поглотителя 11 попадает в измерительную камеру 3. При этом контролируется величина информативного параметра чувствительного элемента.

Концентрация определяемого компонента зависит от количества приложенной к нагревательному элементу энергии и расхода анализируемого газа и является постоянной в каждом цикле "Калибровка", Сопоставляя сигнал измерительного устройства в режиме "Калибровка" с заранее

15 заданным сигналом, определяющим работоспособность устройства, судят о готовности или неготовности анализатора к работе в режиме "Измерение", а также корректирует коэффициент преобразования измери20 тельного устройства. В зависимости от условий эксплуатации газоанализатора режим "Калибровка" можно использовать не перед каждым циклом измерения, а, например, через каждые 5, 10, 50 или 100 циклов, Были проведены испытания предлагаемого устройства, в котором в качестве чувствительного элемента использовался сорбционно-кондуктометрический преобразователь. Сорбент — полимерная пленка, 30 селективно сорбирующая аммиак и вещества из ряда аминов. В качестве поглотителя использовался активированный уголь, в качестве газовыделяющего элемента — двууглекислый аммоний NH

При нагревании двууглекислый аммоний разлагается по следующей реакции

NH4HCOg КНз+ COz+ H20 (1) 40 Так как используемый АЧЭ нечувствителен к СОз и HzO, то изменение электрического сопротивления сорбента в режиме "Тестирование" происходит только в силу воздействия на него ИНз.

По реакции (1) рассчитано количество .исходного газовыделяющего вещества, затрачиваемого в 1 цикл тестирования. Для тестирующей концентрации КНз в воздухе величиной 100 мг/м и расходе анализируе50 мого газа 20 мл/мин это количество составляет 10 мкг/HB один цикл.

Таким образом покрытие газовыделяю. щего элемента массой в 1 мг обеспечивает тестирование в течение 1000 циклов, Предлагаемый анализатор и тот же анализатор, работающий по схеме прототипа, испытывались в режиме сигнализаторов на максимальную концентрацию аммиака в воздухе. Концентрация анализируемого компонента составляла 500 мг/мз. Величи1793349

Щ ф тее

Прототип

Срабатывание (+) Сигнал в режиме

"тестирование", Сигнал в режиме

"измерение", мВ

Срабатывание (+) ний баты ва- мВ ния, мВ мВ

1

3

10,2

9,7

10,5

8,7

9,5

8,1

9,0

9,2

10,2

9,1

10,2 на порога срабатывания анализатора, работа щего по схеме прототипа на основании р зультатов предварительной калибровки, ус анавливалась равной 10 мВ, Параметры те тирующей системы составляли: температу а нагрева 80 С. время нагрева 30 с, конц нтрация определяемого компонента (о ределенная предварительно опытным и тем) 450 мг/м..

Результаты сравнительных испытаний и казаны в таблице.

Формула изобретения

Переносной газоанализатор, содержай узел отбора анализируемого газа, льтр, измерительную камеру с чувствильным элементом, побудитель расхода и лотитель, соединенные в циркуляционконтур, измерительное устройство, соненное с чувствительным элементом, л и ч а ю шийся тем, что, с целью мереПорог сра- Си гн ал.

10,5

9,5

9.0

10,2

10,2

Из таблицы видно, что вследствие непостоянной чувствительности в газоаналиэаторе, работающем по схеме прототипа, в двух анализах иэ семи срабатывание не про5 изошло. В предлагаемом же анализаторе величина порога срабатывания перед каждым измерением корректировалась по сигналу на аммиак, выделяемому с газовыделяющего элемента, и вследствие

10 этого все измерения показали превышение величины анализируемой концентрации аммиака над заданной. повышения надежности и точности измерения, между измерительной камерой и поглотителем установлено калибрующее устройство, выполненное в виде проточной камеры, в которой расположен подсоединенный к источнику питания нагревательный элемент, покрытый термически нестойким материалом, выделяющим при нагревании определенный компонент, Предлагаемый газоанализатор

Устанавливаемый порог срабатывания, мВ

11

8

9

1793349

Составитель Л.Илясов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

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

Заказ 501 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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