Способ определения состава газовых потоков

 

Изобретение относится к спектральному анализу. Способ реализован посредством устройства, содержащего стержневые электроды, закрепленные в токосъемных цангах и смонтированные при фиксированном межэлектродном промежутке. После придания электродам вращательного движения на них подают напряжение переменного тока посредством электрощеток, зажигая дуговой разряд в межэлектродном промежутке. Синтезируемый аэрозоль посредством несущего газа направляют через газопровод в источник возбуждения спектра. Контролируя изменения спектроаналитических сигналов, выявляют время стабилизации окислительных процессов, после которого осуществляют измерения расхода массы атомизованного материала обоих электродов. Техническим результатом является определение содержания микроэлементов в газовых потоках, не содержащих графита путем атомизации стандартных металлических образцов с устранением эффекта фракционной возгонки. 1 ил.

Изобретение относится к спектральному анализу.

Известен способ спектрального анализа электропроводных материалов с помощью двух искровых разрядов, первый из которых обладает повышенным энергетическим потенциалом, достаточным для испарения вещества, а второй - пониженным, обеспечивающим только свечение испаренного вещества.

Его недостатком является сложность учета доли вещества, разбрызгиваемого искровым разрядом, при дозировании микропримесей для получения градуировочных графиков и наличием эффекта фракционной возгонки элементов различной летучести, что не позволяет его применять для анализа газовых потоков [1].

Прототипом изобретения является способ спектроаналитического определения состава дымов путем использования двух типов разрядов, в котором в качестве первого типа разряда используют дуговой разряд постоянного тока и применяют его только на этапе эталонирования, на котором получают несколько синтетических газовых потоков испарения комплекта проб заданной массы с различным химическим составом фиксируют расход массы атомизуемой пробы в единицу времени и расход газа, несущего продукты атомизации, затем газ направляют во второй разряд, используемый в качестве возбуждения спектра, устанавливают зависимость аналитического сигнала от концентрации соответствующей микропримеси в синтетическом потоке и, используя полученную зависимость, решают обратную задачу по аналитическому сигналу, соответствующему контролируемой примеси, устанавливают значение ее концентрации, обеспечив идентичность объема контролируемого газового потока в единицу времени, объему синтетического потока, учитывая при этом температуру, атмосферное давление и влажность контролируемого потока [2].

Недостатком данного способа является ограниченность его применения для контроля дымов с углеродной матрицей, характерной только для дуговых плавильных печей с графитовыми электродами.

Целью предлагаемого изобретения является определение содержания микроэлементов в газовых потоках, не содержащих графита путем атомизации стандартных металлических образцов с устранением эффекта фракционной возгонки. Для этого в известном способе, использующем два типа разрядов, первый из которых обладает повышенным энергетическим потенциалом, а второй - пониженным, где в качестве первого типа разряда используют дуговой разряд постоянного тока и применяют его только на этапе эталонирования, на котором получают несколько синтетических газовых потоков испарения комплекта проб заданной массы с различным химическим составом фиксируют расход массы атомизуемой пробы в единицу времени и расход газа, несущего продукты атомизации, затем газ направляют во второй разряд, используемый в качестве источника возбуждения спектра, устанавливают зависимость аналитического сигнала от концентрации соответствующей микропримеси в синтетическом потоке и, используя полученную зависимость, решают обратную задачу по аналитическому сигналу, соответствующему контролируемой примеси, устанавливают значение ее концентрации, обеспечив идентичность объема контролируемого газового потока в единицу времени, объему синтетического потока, учитывая при этом температуру, атмосферное давление и влажность контролируемого потока, в качестве электродов дугового атомизатора переменного тока применяют металлические прутки заданного диаметра и химического состава, вращающиеся вокруг своих пересекающихся осей с заданной скоростью при фиксированной величине межэлектродного промежутка, предотвращая появление эффекта фракционной возгонки испаряемых элементов, а расход массы атомизуемой пробы в единицу времени выявляют после стабилизации окислительных процессов, протекающих в зонах приэлектродных пятен каждой пары сменяемых электродов.

Способ реализован посредством устройства, схематическое изображение которого изображено на чертеже. Стержневые электроды 2, закрепленные в токосъемных цангах 3, и смонтированные при фиксированном межэлектродном промежутке 1, связаны с приводом 4.

Устройство работает следующим образом.

После придания электродам 2 вращательного движения на них подают напряжение переменного тока посредством электрощеток 6, зажигая дуговой разряд в межэлектродном промежутке 1. Синтезируемый аэрозоль, посредством несущего газа, направляют через газопровод 5 в источник возбуждения спектра. Контролируя изменения спектроаналитических сигналов, выявляют время стабилизации окислительных процессов, после которого осуществляют измерения расхода массы атомизованного материала обоих электродов.

Способ и работа устройства исследованы на примере синтезирования потоков аэрозолей при атомизации стержневых электродов диаметром 8 мм комплекта № 23 стандартных образцов ВИЛС. Установлено, что при величине межэлектродного промежутка, равном 2 мм, силе тока 4 А, напряжении на электродах 220 В, время стабилизации окислительных процессов, зависящее от содержания легирующих элементов, находится в интервале 30-60 с, после которого скорость атомизации различных образцов использованного комплекта находится в интервале 1,2-1,4 мг/мин. Способ апробирован в работе раздаточной печи “Дозаматик” при контроле качества отливок сплава АК 9 ч путем контроля содержания модификатора в отходящем потоке азота.

Способ расширяет возможности спектроаналитики газовых потоков, обеспечивая возможность оптимизации технологических процессов, связанных с газоотделением.

Литература

1. Заявка ЕПВ №318900, кл. G 01 N 21/62, 1989.

2. Патент №2090867, РФ, МКИ 6 G 01 J 3/10. Способ спектроаналитического определения состава дымов /А.Ф. Карих, Ф.Г. Карих (РФ) №94028135/25. Заяв. 18.07.94. Опубл. 20.09.97. Бюл. №26.

Формула изобретения

Способ спектроаналитического определения состава газовых потоков путем использования двух типов разрядов, первый из которых обладает повышенным энергетическим потенциалом, а второй - пониженным, где в качестве первого типа разряда используют дуговой разряд постоянного тока и применяют его только на этапе эталонирования, на котором получают несколько синтетических газовых потоков испарения комплекта проб заданной массы с различным химическим составом, фиксируют расход массы атомизуемой пробы в единицу времени и расход газа, несущего продукты атомизации, затем газ направляют во второй разряд, используемый в качестве источника возбуждения спектра, устанавливают зависимость аналитического сигнала от концентрации соответствующей микропримеси в синтетическом потоке и, используя полученную зависимость, решают обратную задачу по аналитическому сигналу, соответствующему контролируемой примеси, устанавливают значение ее концентрации, обеспечив идентичность объема контролируемого газового потока в единицу времени объему синтетического потока, учитывая при этом температуру, атмосферное давление и влажность контролируемого потока, отличающийся тем, что в качестве электродов дугового атомизатора переменного тока применяют металлические прутки заданного диаметра и химического состава, вращающиеся вокруг своих пересекающихся осей с заданной скоростью при фиксированной величине межэлектродного промежутка, предотвращая появление эффекта фракционной возгонки испаряемых элементов, а расход массы атомизуемой пробы в единицу времени выявляют после стабилизации окислительных процессов, протекающих в зонах приэлектродных пятен каждой пары меняемых электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1