Способ приготовления газовых смесей для проверки приборов контроля загрязнения атмосферы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 11 593172

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2392449/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл е G 01W 1/18

Совета Министров СССР по лена(н изобретений и открытий (53) УДК 551.576(088.8) (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания 28,03.78 (72) Авторы изобретения

Г. Н. Воронов, А. В. Попов и А. Г. Терлецкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕИ

ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Госуларственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области измерений загрязнений атмосферного воздуха.

Эти измерения требуют определения микроконцентрации находящихся в атмосфере вредных для человека и природной среды веществ, Для определения микроконцентраций находящихся в атмосферном воздухе окиси углерода, углеводородов и других загрязняющих веществ используются приборы, с помощью которых могут измеряться микроконцентрации до 10 — г/л, например хроматографы.

С целью сохранения единства и достоверности результатов измерений требуется периодическая поверка этих приборов, для чего необходимо готовить газовые смеси известной концентрации, которые вводят в прибор для построения его градуировочной характеристики.

Известны различные способы приготовления газовых смесей известной концентрации, которые в основном делятся на статические и динамические. К статическим относятся способы приготовления газовых смесей по парциальным давлениям (1) и весовой способ (2), Наиболее точным из них является весовой способ, однако недостаток его заключается в том, что после приготовления смесь должна выстаиваться для установления сорбционного равновесия. Для приготовления концентраций на уровне 10 — 4 об.% возникает большая погрешность за счет сорбции на стенках баллона. Все это не позволяет применять данный способ без дополнительных устройств для градуировки хроматографов в области микроконцентраций 10 — 4 — 10 — об.%.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является динамический способ приготовления газовой смеси, способ Ловлока (3). Сущность способа заключается в следующем: через смесительную емкость обь10 емом V, снабженную магнитной мешалкой для смешивания газов, пропускают в поверяемый прибор с постоянным расходом Q газ-носитель, Затем в емкость вводят известное количество q контрольного газа с газом-носителем.

15 Концентрацию С„контрольного вещества внутри смесительной емкости в момент времени 1„можно выразить из уравнения материального баланса

dq = Ус/С = — ЯСфх, (1)

20 откуда после интегрирования

Q (С»= C,е (2) где Со — начальная концентрация KOHTpoJIbного вещества при (С„=О).

Из уравнения видно, что значение концентрации контрольного вещества на входе в поверяемый прибор изменяется по экспоненциальному закону, параметры которого заранее

593172 зо

4О

Q — — t

С„= —, C,tå

45 (4) для V, =V,. известны. Следовательно, в каждый момент времени можно определить значение концентрации на входе в прибор. Затем в определенные моменты времени дозируют - известный объем этой смеси в поверяемый прибор и строят его градуировочную характеристику.

Недостаток этого способа состоит в том, что концентрация на выходе смесительного объема изменяется от больших значений к меньшим, что вносит значительные искажения в экспоненциальный закон ее изменения в области микроконцентраций вследствие процесса десорбции со стенок аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности приготовления газовых смесей в области микроконцентраций путем уменьшения влияния сорбционных процессов, для чего предлагается газовую смесь перед подачей в поверяемый прибор дополнительно пропускать с постоянным расходом через смесительную емкость, заполненную газом-носителем. Такое решение позволяет осуществлять возрастание значения концентрации на входе в поверяемый прибор от нуля по известному закону, что уменьшает процесс десорбции со стенок аппаратуры.

В смесительную емкость V>, заполненную газом-носителем, дозируется известное количество контрольного вещества. Затем емкость продувают постоянным расходом газа-носителя Q и подают на вход второй смесительной емкости U, а также заполненной газомносителем. Концентрация С,. в емкости будет возрастать во времени по закону

Q q — -С,е — -С„е

C„= "- — - (3)

Q Q Q Q

Vv Vy V. для V1% 1 2, где Со концентрация емкости в U в момент времени t=0.

Как видно из приведенных выражений, концентрация С.„возрастает во времени по закону, параметры которого известны.

Предложенный способ реализуется, например схемой, приведенной на чертеже, где 1—

1О

25 баллон с газом-носителем, 2 — редуктор, 3— блок подготовки газа-носителя, 4 — кран-дозатор DI с дозирующим объемом V 5 — крандозатор, D2 со смесительной емкостью V, 6— кран-дозатор D> со смесительной емкостью Vz, 7 — баллон с контрольным веществом, 8— редуктор.

Из баллона с газом-носителем газ через редуктор попадает в блок подготовки газа-носителя, где очищается от посторонних примесей.

С помощью этого баллона устанавливается и поддерживается расход через дозаторы Рь

D„D в градуируемый или поверяемый хроматограф. В момент времени t=0 дозатор D äîзирует объем V контрольного компонента в смесительную емкость V>. Концентрация бинарной смеси в емкости Vu продуваемой газом-носителем через дозатор D3 в хроматограф, изменяется по экспоненте. В момент времени t,. концентрация контрольного вещества в емкости V> равна С,- и может быть рассчитана по формуле (2). B объеме Vq концентрация контрольного вещества равна нулю. В момент времени /, объем Ug с помощью дозатора вводится в поток газа-носителя и бинарная смесь начинает поступать в поверяемый прибор. Закон изменения концентраций в объеме

1 з описывается уравнениями (3) и (4).

Формула изобретения

Способ приготовления газовых смесей для поверки приборов контроля загрязнения атмосферы путем смешения газа-носителя, имеющего постоянный расход, с заданной дозой контрольного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности приготовления смесей в области микроконцентраций путем уменьшения сорбционных процессов, полученную смесь дополнительно вводят с постоянным расходом в заданный объем газаносителя, после смешения с которым подают в поверяемый прибор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коллеров Д. К. Метрологические основы га зоаналитических измерений. М.,«Стандарт», 1971, с. 12 — 23.

2. Бутко В. М. Дидовичер Э. М., Козя В. Г., Роженов M. С., Измерительная техника, Мю 1, 1974, с. 33.

3. Gas. Ghromatography, 1960, Butter

Worths, р. 26 — 27.

693172

Хору

Составитель T. Иванова

Техред Н. Рыбкина

Редактор Л. Батанова

Корректоры: Л. Брахнина и И. Позняковская

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 195/9 Изд. Кв 313 Тираж 725

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5