Газоанализатор азота в азотно-аргоновой смеси

Авторы патента:

Пирог Виктор Павлович (RU)

Кондратьев Илья Александрович (RU)

Носенко Леонид Федосеевич (RU)

G01N21/67 - с использованием электрической дуги или разрядов (разрядники H01T)

Владельцы патента RU 2690870:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") (RU)

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для определения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси. Газоанализатор, предназначенный для измерения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси, состоит из штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя», переходного тройника, постоянного пневмосопротивления, штуцера БАЙПАС, стабилизатора препада давления, разрядной камеры, постоянного пневмосопротивления, индикатора расхода газа, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерения, при этом юстировочные условия - давление и расход в разрядной камере задаются с помощью стабилизатора перепада давления. Техническим результатом является увеличение юстировочного и межповерочного интервала. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для определения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси.

Известно изобретение «Спектральный способ оперативного определения малых концентраций азота и кислорода в газовых смесях с гелием и устройство его осуществления» (Патент на изобретение RU №2232982 МПК G01N 27/62, G01N 21/62 опубликовано 20.07.2004). Техническим результатом является обеспечение одновременного измерения малых концентраций азота (20…500 ррm) и кислорода (5…50 ррm) в газовых смесях с гелием 0,2…2,0 атм.

Недостатком этого способа определения малых концентраций азота и кислорода в газовых смесях с гелием является то, что концентрации азота и кислорода вычисляют по формулам, в которые входят коэффициенты, определяемые по калибровочным кривым для данного давления. Определение данных коэффициентов является сложной задачей, об этом говорят их экспериментальные данные, которые имеют большой разброс по погрешностям, так же газовая камера не термостабилизирует поток анализируемого газа, что дает дополнительную погрешность измерения концентрации азота и кислорода в зависимости от температуры окружающей среды.

Известна полезная модель «Датчик для измерения концентрации азота в аргоне» (Патент на полезную модель RU №57010 МПК G01N 21/67 опубликовано 27.09.2006), в которой для измерения концентрации азота в аргоне используется разряд в термостатируемом потоке анализируемого газа при атмосферном давлении с применением внешнего источника возбуждения высоковольтными импульсами напряжения. Датчик обеспечивает измерение концентрации азота в аргоне в диапазоне от 2⋅10^-4 до 1⋅10^-2% (2…1000 ррm).

Этот датчик используется в серийно выпускаемом газоанализаторе СВЕТ. Газовая схема датчика газоанализатора (Фиг. 1) состоит из: штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления газа «после себя» 1, постоянного пневмосопротивления 2, переходного тройника 3, который делит схему на две части, одна часть состоит из стабилизатора давления «до себя» 4, штуцера БАЙПАС; другая часть состоит из постоянного пневмосопротивления 5, разрядной камеры 6, постоянного пневмосопротивления 7, индикатора расхода 8, штуцера ВЫХОД ГАЗА.

При выпуске из производства каждый газоанализатор юстируется в соответствии с методикой, приведенной в руководстве по эксплуатации. В ходе юстировки с помощью стабилизатора «до себя» устанавливаются условия разряда в разрядной камере - давление и расход анализируемого газа.

Недостатком газовой схемы датчика газоанализатора СВЕТ, является то, что при эксплуатации могут изменяться условия установленные юстировкой при выпуске из производства - давление и расход в разрядной камере. Это происходит при изменении расхода газа через байпасную линию на штуцере БАЙПАС: в случаях для быстрого подвода анализируемого газа увеличивают расход через штуцер БАЙПАС, при этом давление и расход в разрядной камере уменьшается, а при экономии анализируемого газа уменьшают расход газа через штуцер БАЙПАС при этом давление и расход в разрядной камере увеличивается, что нарушает юстировку газоанализатора, а для работы на этих давлениях и расходе в разрядной камере требуется проведения новой дополнительной юстировки.

Техническим результатом изобретения является сохранение установленных условий при юстировке давления и расхода в разрядной камере при изменении расхода через штуцер БАЙПАС при выпуске из производства.

Поставленная цель достигается тем, что в газовую схему датчика газоанализатора СВЕТ вместо стабилизатора давления «до себя» введен стабилизатор перепада давления, который поддерживает постоянным перепад давления между выходными штуцерами ОП и ВЫХ при изменении давления на штуцере ВХ и подключенных к участку газовой схемы, где находится разрядная камера и последовательно с ней соединенное пневмосопротивление, что позволяет сохранять условия, установленные юстировкой при выпуске из производства.

Схема газоанализатора приведена на Фиг. 2 и состоит из: штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя» 1, переходного тройника 3, постоянного пневмосопротивления 2, дросселя 9, штуцера БАЙПАС, стабилизатора перепада давления 10, разрядной камеры 6, постоянного пневмосопротивления 7, индикатора расхода 8, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерений 11.

Газоанализатор работает следующим образом. Анализируемый газ через штуцер ВХОД ГАЗА поступает на штуцер «Вх» стабилизатора давления «после себя» и на штуцере «Вых» этого стабилизатора появляется установленное давление, далее газ поступает на переходной тройник, который делит анализируемый газ на две части, одна часть поступает на постоянное пневмосопротивление, переменное пневмосопротивление и штуцер БАЙПАС, другая часть поступает на штуцер «Вх» стабилизатора перепада давления и на штуцеры «Оп» и «Вых» подключенных к участку, где находятся разрядная камера и последовательно с ней соединенное пневмосопротивление, устанавливается заданный перепад давления. При постоянном перепаде давления, давление и расход газа в разрядной камере будут стабильны и используемый разряд от источника возбуждения высоковольтными импульсами напряжения, который находится в блоке измерения при измерении концентрации азота тоже будет стабильным и будет стабильна люминисценция азота. Далее газ поступает на индикатор расхода газа и на штуцер ВЫХОД ГАЗА. При изменении расхода газа через штуцер БАЙПАС с помощью переменного пневмосопротивления на штуцере «Вых» стабилизатора давления «после себя» давление может измениться, но это изменение не будет влиять на установленный перепад давленния стабилизатора перепада давления, значит во время эксплуатации сохраняются условия, установленные при юстировке при выпуске газоанализатора из производства.

Газоанализатор, предназначенный для измерения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси, состоящий из штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя», переходного тройника, постоянного пневмосопротивления, штуцера БАЙПАС, стабилизатора препада давления, разрядной камеры, постоянного пневмосопротивления, индикатора расхода газа, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерения, отличающийся тем, что юстировочные условия - давление и расход в разрядной камере задаются с помощью стабилизатора перепада давления.

Изобретение относится к области анализа состава веществ и касается способа анализа атомного состава органических веществ. При осуществлении способа анализируемое вещество размещают в виде навески пробы массой 50-100 мг в специальной полости плазменной горелки, добавляют до 0.5 мл раствора элемента внутреннего стандарта с концентрацией 10-4 г/г, открывают поток аргона с расходом 0.1 л/мин и нагревают пробу в течение 1 часа при температуре 150-300°С в атмосфере аргона.

Способ контроля содержания азота в сварочной камере // 2676250

Изобретение относится к технике электродуговой сварки в установках с контролируемой атмосферой, содержащих защитный газ-аргон. Способ контроля содержания азота в установках электродуговой сварки изделий из титановых сплавов в контролируемой атмосфере аргона, отличающийся тем, что концентрация азота определяется по формуле: CN2=CO2×3, где CN2 - содержание азота в атмосфере аргона в установке, % об.; CO2 - содержание кислорода в атмосфере аргона в установке, % об.; 3 - нормирующий коэффициент.

Способ спектрального анализа химического состава расплавленных металлов и устройство для его осуществления // 2664485

Изобретение относится к области спектрального анализа химического состава черных и цветных металлов. Способ оптического эмиссионного спектрального анализа химического состава электропроводного расплава включает в себя: погружение в расплав металла огнеупорного зонда с пробозаборником, формирование в нем пробы расплавленного металла за счет ферростатического давления, возбуждение на ее поверхности плазменного факела, передачу свечения плазмы по оптическому каналу на вход спектрометра, получение в нем спектра химических элементов расплава металла, обработку полученного спектра для оценки массовой доли химических элементов расплава.

Интегрально-сцинтилляционный способ исследования вещества с введением его в плазму // 2657333

Изобретение относится к исследованию химических и физических характеристик вещества. Интегрально-сцинтилляционный способ исследования вещества с введением его в плазму включает: переведение вещества в порошковое состояние, съемку покадровых спектров аналитических навесок исследуемых веществ с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрометра с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров, калибровку шкалы спектрометра, нахождение в зарегистрированных спектрах веществ местоположения спектральных аналитических линий, покадровую сортировку аналитических сигналов, расчет по аналитический сигналам суммарной интенсивности аналитической спектральной линии определяемого химического элемента, построение градуировочных графиков, сортировку аналитических сигналов микронавесок, расчет суммарных интенсивностей спектральных линий определяемых химических элементов, определение по суммарным интенсивностям спектральных линий, расчет реальных содержаний химических элементов в исследуемом веществе, определение поэлементной и фазовой неоднородности вещества и оценку качества исследуемого вещества.

Способ определения элементного состава капельных жидкостей // 2655629

Изобретение относится к способам анализа элементного состава веществ. Способ определения элементного состава капельных жидкостей включает: возбуждение плазменного разряда, доставку в зону разряда частиц анализируемой жидкости, регистрацию и обработку спектров излучения анализируемой жидкости, причем возбуждение плазменного разряда проводят при атмосферном давлении, основными носителями заряда в плазме являются электроны, генерируемые катодом плазменной горелки или каким-либо другим источником заряженных элементарных частиц.

Способ идентификации, диагностики и оценки качества вещества с использованием интегрально-сцинтилляционного метода исследования вещества // 2647533

Изобретение относится к области исследования химических и физических характеристик вещества. Способ идентификации, диагностики и контроля качества вещества, в котором используется интегрально-сцинтилляционный спектральный метод исследования с введением вещества в плазму способом «просыпки-вдувания», при котором применяется расчет содержаний химических элементов в веществе по «соотношению условных» содержаний элементов без знания массы вещества.

Способ спектрального определения микроэлементного состава вязких органических жидкостей // 2638586

Способ спектрального определения микроэлементного состава вязких органических жидкостей заключается в том, что анализу подвергается малый объем пробы, который предварительно минерализуется под действием малого объема концентрированной азотной кислоты при нагревании.

Устройство для эмиссионного и массового спектрального анализа органических веществ // 2633657

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа элементного состава вещества. Заявленное устройство для эмиссионного и массового спектрального анализа органических веществ содержит штуцер для подачи рабочего газа, плазменную горелку, плазмообразующий электрод, дополнительный электрод, ВЧ генератор, выход которого соединен с указанными электродами и анализатор спектров излучения, в котором оба из указанных электрода выполнены в виде горизонтально расположенных металлических цилиндров, во внутреннюю полость которых введены штуцеры в виде керамических трубок для подачи и вывода смеси рабочего газа и вещества, а указанная горелка выполнена в виде керамической трубки, соединяющей оба электрода, в центре которой присоединен штуцер с оптическим окном или диафрагмой для вывода излучения, на котором расположен коаксиально третий заземленный кольцевой электрод, при этом штуцер с оптическим окном и третьим заземленным кольцевым электродом выполнены в виде металлического цилиндра с отверстием для прохода рабочего газа и с полостью для ввода веществ, а указанное излучение выведено через штуцер дополнительного электрода.

Способ контроля структуры никелевого сплава // 2581077

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при оценке влияния структуры никелевого сплава на аналитический сигнал при проведении эмиссионного спектрального анализа элементного состава.

Способ контроля структуры магниевого сплава // 2558632

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при оценке влияния структуры магниевого сплава на аналитический сигнал. Способ контроля структурных изменений в магниевом сплаве включает измерение интенсивностей входящих в состав магниевого сплава химических элементов эмиссионно-спектральным методом на исходных и термообработанных в специальных контейнерах образцах, что позволяет обеспечить высокую точность и информативность контроля элементного состава и структуры магниевого сплава.