Способ определения концентрации газов и жидкостей

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ (11) 534678

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.75 (21) 2133845/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М Кл 01 N 25/32

Государствениый комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано05.11.76.Бюллетень № 41 (53) удК 543 712 (088.8) (4Б) Дата опубликования описания 04.03.77

Д.И. Агейкин, Ю.Т. Кнопов, В.С. Емельянов и

В.В. Дорофеев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Ленина институт проблем управления (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ

И ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к анализу газов и жидкостей электрометрическими методами, в частности, может быть использовано для измерения влажности воздуха и определения состава жидкости смесей. 5

Известен способ определения концентрации газов и жидкостей, использующий сорбирующие вещества, нанесенные на терморезистор, через который пропускают нагревающий электрический ток. Выходным сигналом)0 при этом является или время разогрева тер морезистора до заданной температуры, или величина энергии, затраченной на десорбцию определяемого компонента. (11

Известные способы не дают нужной точнос-!5 ти из-за влияния неизмеряемых параметров анализируемых веществ, содержания в них неопределяемых компонентов.

Наиболее близок к предлагаемому способ определения концентрации газов и жидкос- 20 тей, заключающийся в том., что путем сорбции компонентов сорбентом терморезистор, на который нанесен этот сорбент, нагревают электрическим. током и ведут десорбцию, а по величине энергии, затраченной на де- 25 сорбцию судят о концентрации определяемого компонента (21.

Этому способу присущи значительные погрешности анализа, так как в процессе нагрева терморезистора до постоянной температуры значительная часть сорбированного компонента успевает десорбироваться.

Кроме того, энергию десорбции практически трудно измерить, а обычно измеряемая энергия, идущая на нагрев, включает затраты на отдачу тепла, которая в свою очередь зависит от теплопроводности, температуры среды и нестационарности ее движения относительно чувствительного элемента. Избирательность определяется только избирательными свойствами сорбента.

11ель изобретения — повышение то гности измерений за счет уменьшения влияния температуры и теплопроводности газов или жидкостей, а также повышение избирательности определения.

Предлагаемый способ определяется тем, что пропускание электрического тока через терморезистор регулируют таким образом, чтобы его температура изменчлась по задак53467 8 ному циклическому закону и в первый период времени цикла нарастала с определенной скоростью от начального значения до температуры полной десорбции опредепяемых компонентов, а во второй период убывала с той же скоростью до начального значения, и по разности величин энергии или мощности, затраченной в первый и во второй периоды и зависимости этой разности от температуры терморезистора судят о концентрации о определяемых компонентов.

Суть предлагаемого способа заключает ся в том, что измеряется разность вепичин энергий при нагреве по заданному закону ч охлаждении терморезистора по тому же l5 закону, что позволяет исключить впияние теплопроводности и температуры анапизируемой среды, так как составляющие теппоотдачи в уравнениях теплового состояния терморезистора при нагреве и охлаждении вза- 20 имно уничтожаются. К тому же терморезистор нагревается и остывает постепенно. Измеряемая при этом зависимость величины энергии от температуры терморезистора дает возможность избирательно оценить кон- ЗЬ центрации каждого из десорбируемых компонентов при различных температурах десорб ции. Впияние движения анализируемой среды уменьшается дополнительным компенсационным терморезистором. Необходимо за- 30 метить, что измерение энергии десорбции при постоянной температуре является частным случаем предлагаемого способа.

На чертеже: представпена схема устрой ства для опг.". дспения концентрации rasoa и жидкостей предпагаемым способом.

Терморезистор 1, покрытый споем сорбента, подключен последовательно с бапансным резистором 2 к регулируемому источ нику напряжения 3. Падение напряжения на ® терморезисторе 1 сравнивается с выходным, напряжением программного устройства 4 посредством нуль-органа 5. Дпя этого один из входов нуль-органа подключен к-общей точке терморезистора 1 и балансного резистора 2, а другой - к выходу программно"

ro устройства 4. В свою очередь выход нуль-органа соединен с управпяющим hxoдом регулируемого источника напряжения 3, выход которого связан с одним из входов двухкоординатного самописца 6, а с другим входом последнего связан выход программного устройства 4.

Рассмотрим работу устройства На примере определения относнтепьной впщМности воздуха предпагаемым способом.

После установления гидротермического равн овесия между сорбентом и анапизируемым воздухом (сорбентом может служить вискоза) программное устройство 4 посредством нуль-органа 5 и регулируемого источника напряжения 3 задает циклическое изменение терпературы терморезистора 1 по выбранному закону, например по линейному.

Верхний предел температуры, до которого необходимо нагреть терморезистор, выбирают выше температуры десорбции определяемого компонента Например, для опредепения влажности и с учетом реальной стабипьности порога срабатывания нуль-органа оптимальной является температура 140-160DC

По мере плавного нагрева и охлаждения на самописце вычерчиваются кривые мощности затраченной при нагреве и охлаждении, развернутые по координате температуры терморезистора. В результате получается зам цутая кривая. Площадь, ограниченная этой кривой соответствует мощности, затраченной на сорбцию поглощенной сорбентом влаги, количество которой пропорционально относитепьной влажности анализируемого воздуха.

Формула изобретения

Способ определения концентрации газов и жидкостей путем сорбции компонентов сорбентом, нанесенным на терморезистор, и их десорбции пропусканием через терморезистор электрического тока, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения впияния температуры и теплопроводности газов и жидкостей, а также повышения избиратепьности определения, пропускание электрического тока через терморезистор регупируют таким образом, чтобы его температура изменялась по заданному цикпическому закону и в первый период времени цикпа нарастала с определенной скоростью от начального значения до температуры полной десорбции определяемых компонентов, а во второй период убывала с той же скоростью до начального значения, и по разности величин энергии ипи мощности, затраченной в первый и во второй периоды, и зависимости этой разности от температуры терморезистора судят о концентрации определяемых компонентов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.св. № 336578, кл. Й 01 N 25/08, 1972.

2. Авт. св. ¹ 443308, кл. Gr01 N31/06, 1974.

53467 8

Составитель A. Платова

Техред М. Левицкая Корректор В. Зори«а

Редактор Б. Федотов.

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5547/225 Тираж 1029 Подписное

1АНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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