CS232878B1

CS232878B1 - Automatic analyzer for continuous measuring of trace concentrations of oxidative or reducing substances in atmosphere

Info

Publication number: CS232878B1
Application number: CS831168A
Authority: CS
Inventors: Jiri Novak; Bohumil Prusik; Jiri Zavazal
Original assignee: Jiri Novak; Bohumil Prusik; Jiri Zavazal
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1985-02-14
Also published as: CS116883A1; HUT34079A; FI840706A0; FI840706A; DE3405414A1

Abstract

According to the invention, the analyser is characterised in that an electrically actuatable three-way valve (1) is provided which is connected to a calibration source (15) with an air pump (13) and also to an infeed of air to be measured and to a zeroing filter (12), the zeroing filter (12) being connected to the input of the three-way valve (1), the output of the three-way valve (1) being connected to selective filters (2), and the output of the selective filters (2), via a mechanical filter (3), being connected to an electrolyser (4), and in that the output of the electrolyser (4) for the air/electrolyte mixture is connected to an electrolyte reservoir (7) via an air lift pump (5), the air lift pump (5) being connected, by means of an electrolyte circulation line via a pump (10) for the solution, and a filter (16), to the electrolyser (4), and the output line of the analysed air from the electrolyte reservoir (7) communicating with the atmosphere via a protective filter (9). The automatic analysers according to the invention can be used in automatic measurement grids for monitoring trace concentrations of oxidising or reducing substances in the atmosphere. <IMAGE>

Description

Vynález se týká automatického analyzátoru pro kontinuální měření . stopových konccenrací oxidačních nebo redukčních látek v ovzduší s cirkulujícím roztoktm'jodidu nebo jodu, s automatickým nulováním a cejchováním a selektivizačními filtry.The invention relates to an automatic analyzer for continuous measurement. trace concentrations of oxidizing or reducing substances in the atmosphere with a circulating iodide or iodine solution, with automatic zeroing and calibration and selectivity filters.

U dosudznámých coulomeerických analyzátorůna kontinuální měření stopových konceetrací oxidačních nebo redukčních látek v ovzduší, využívajíc! zavádění plynu do protékajícího vodného roztoku jodidu nebo jodu při měření elektrolytického proudu za co nejuplnější katodické redukci nebo oxidaci zplodin v systému elektrod elektrolyzérš_|vzniká jod nebo jodid, které, pokud nejsou odstraňovány, zvyšuůí zbytkový elektrolytický proud. Protože kw^ta výstupního signálu závisí na celém systému, tj.kviHtě elektrochemických dějů, záchytu sledované látky, napájecím a cirkulačním obvodě roztoku a vzduchu, provádí se u všech analyzátorů nulování a cejchování. U dosavadních přístrojů byly tyto operace prováděny ručně na místě uložení analyzátoru_o Da^í nevýhodou těchto . analyzátorů je interference některých látek obsažených ve zkoumaných plynech, které způsobují, interferenci měěení, nejsou-li před^ vstupem zkoumaného plynu do elektrolyzéru zachyceny. Měřená hodnota sledované látky vykazuje chybu, která muuí být korigována na obsah interferující látky.In the prior art coulomeeric analyzers, the continuous measurement of trace concentrations of oxidizing or reducing substances in the atmosphere, utilizing! introducing gas into a flowing aqueous solution of iodide or iodine when measuring the electrolytic current with the fullest possible cathodic reduction or oxidation of fumes in the electrode system of the electrolysers _| an iodine or iodide is formed which, if not removed, will increase the residual electrolytic current. Since the kw t of the output signal depends on the entire system, i.e., the amount of electrochemical events, the capture of the substance of interest, the supply and circulation circuits of the solution and the air, zeroing and calibration are performed on all analyzers. In conventional devices, these operations were carried out manually at the site of placement _on the analyzer Da ^ and disadvantages of these. analyzers is the interference of some substances contained in the test gases which cause measurement interference if they are not captured before the test gas enters the electrolyzer. The measured value of the test substance shows an error that can be corrected for the interfering substance content.

Nevýhodou těchto automatických analyzátorů je velká spotřeba čerstvého elektrolytu, ruční nulování a cejchování . jako nutných postupů pro kontrolu kvality výstupního signálu včetně korekce naměřené hodnoty na interferující látky,coí má za následek, kdyí jsou automatické analyzátory pro , sledování koncentrace látky v ovzduší v měřící síti orozlozeThe disadvantages of these automatic analyzers are the high consumption of fresh electrolyte, manual zeroing and calibration. as necessary procedures for quality control of the output signal, including correction of the measured value for interfering substances, which results in automatic analyzers for monitoring the concentration of the substance in the air in the measuring network

000 - 4 000 km , náročnou, drahou obsluhu a kontrolu analyzátoru s naměřenými hodnotami kont!eetrací, jejichž kvalita kolísá.000 - 4 000 km, demanding, expensive operation and control of the analyzer with measured contetration values whose quality varies.

- 2 ' 232 878- 2 '232 878

Uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje automatický analyzátor pro kontinuální mmření oxidačních nebo redukčních látek v ovzduší podle uvedeného vynálezu, sestávající z ventilu, filtrů, čerpadla a elektrolyzéru, jehož podstata' spočívá v 'tom, že je tvořen částí s elektricky ovládaným trojcestným ventilem napojeným na cejchovací zdroj s čerpadlem vzduchu a dále na přívod měřeného vzduchu a na nulovací filtr, přicmž filtr je připojen na vstup do elektricky ovládaného trojčestného ventilu a výstup elektricky ovládaného trojcestného ventilu je napojen na selektivi-zační filtry a výstup ze selektivizačních filtrů je spojen přes mechanický'filtr s elektrolyzérem, přičemž ' výstup směsi vzduchu a' elektrolytu je spojen se zásobní nádrží elektrolytu přes mammtové Čerpadlo, které je spojeno vedením cirkulujícího elektrolytu přes čerpadlo roztoku a případně filtr s elektrdy zéeem a výstupní vedení zanalyzovaného vzduchu ze zásobní nádrže elektrolytu je spojeno přes ochranný filtr s atmosférou»These disadvantages and drawbacks are eliminated by an automatic analyzer for the continuous measurement of oxidizing or reducing substances in the air according to the invention, consisting of a valve, filters, a pump and an electrolyzer, which consists of a part with an electrically operated three-way valve connected to a calibration a source with an air pump and a metered air inlet and a reset filter, the filter being connected to the inlet of the electrically operated three-way valve and the outlet of the electrically operated three-way valve connected to the selective filters and the output from the selective filters connected via a mechanical filter with an electrolyzer, wherein the outlet of the air / electrolyte mixture is connected to the electrolyte storage tank via a mammal pump which is connected by circulating electrolyte through a solution pump and possibly a filter with electrodes and the outlet line is removed of the extracted air from the electrolyte storage tank is connected to the atmosphere via a protective filter »

Z funkčního hlediska je výhodné, že s připojením elektronické jednotky pracuje celý systém bez obsluhy a nulování, cejchování a vlastní meiření se ovládá a kontroluje z jednoho místa, ústředny, bez obsluhy v místě uložení automatického analyzátoru.From the functional point of view it is advantageous that with the connection of the electronic unit the whole system works without operator and zeroing, calibrating and measuring itself is controlled and controlled from one place, the control panel, without operator at the place of storing the automatic analyzer.

Z. hlediska jednoduchooti konstrukce je výhodné, že systém je rozdělen do tří částí oddělenými zásuvnými deskami, kde systém elektricky ovládaného trojcestného ventilu s termostatovaným cejchovním zdrojem pro'nulování, cejchování a vlastní mření je uložen v jedné části, systém napájení _ a cirkulačního obvodu roztoku a vzduchu'se selektivzačními filtry v části druhé -a vlastní mělcí systém, elektrolyzér s čerpadlem, v části třetí.From a simple design point of view, it is advantageous that the system is divided into three parts by separate plug plates where the electrically operated three-way valve system with a thermostatic calibrating source for resetting, calibrating and measuring itself is housed in one part, the power supply system and solution circuit and air with selectivity filters in part two - and the own grinding system, the electrolyzer with the pump, in part three.

- 3 232 878- 3,232,878

Z hlediska obsluhy je výhodné/ že automatický analyzátor s automatickým nulováním a cejchováním je mnohem méně náročný na obsluhu a na náklady spojené s dopravou při obsluze.From the operator's point of view, it is advantageous / that the automatic analyzer with automatic zeroing and calibration is much less demanding on the operator and the costs associated with transportation during operation.

Provedení vynálezu je schématicky znázorněno na obr. 1 a příkladné provedení automatického analyzátoru na kontinuální měření oxidů dusíku v ovzduší je znázorněno na obr_o 2»An embodiment of the invention is shown schematically in Fig. 1 and an exemplary embodiment of an automatic analyzer for continuous measurement of nitrogen oxides in the atmosphere is shown in Fig _. 2.

Podle obr. 1 je vzorek vzduchu se sledovanou látkou nasáván potrubím/ které je napojeno na automatický analyzátor olivkou na přední straně přístroje» Odtud je vzorek vzduchu veden ze strany do elektricky ovládaného trojčestného ventilu £. Centrálním vývodem ventilu odchází vzorek dále na selektivizační filtry 2 a na mechanický filtr Z mechanického filtru odchází plyn do elektrolyzéru £7 kde proběhne reakce sledované látky s reaktivními látkami elektrolytu a dojde к tvorbě elektrochemicky stanovitelné látky. Vzorek plynu spolu s přebytkem elektrolytu je odsáván čerpadlem £ vzduchu s konstatním průtokem»According to Fig. 1, the air sample with the substance to be monitored is sucked through a pipe which is connected to the automatic analyzer by means of a olive on the front side of the apparatus. Through the central outlet of the valve, the sample flows further to the selectivation filters 2 and to the mechanical filter. From the mechanical filter, the gas is discharged to the electrolyzer 47 where the substance of interest is reacted with the reactive substances of the electrolyte and electrochemically detectable. The gas sample together with the excess electrolyte is sucked off by a constant flow air pump 6 »

Z čerpadla £ je směs vytlačována na vstup mamutového čerpadla £, napojeného na zásobní nádrž T_ elektrolytu přes omezující clonku 8» Směs kapalina-vzduch je dopravena do horní nádobky mamutového čerpadla (5, kde se kapalina oddělí od vzduchu, který odejde přes horní prázdnou část zásobní nádrže T_ do ochranného filtru £ a kapalina vytvoří zásobu pro čerpadlo 10 a její přebytek přeteče zpět do zásobní nádrže.From the pump 8, the mixture is forced to the inlet of the mammoth pump 5 connected to the electrolyte storage tank 7 via a restricting orifice 8. The liquid-air mixture is conveyed to the upper container of the mammoth pump (5) where the liquid is separated from air. and the liquid forms a reservoir for the pump 10 and its excess flows back into the reservoir.

Zásobování elektrolyzéru roztokem zajišťuje čerpadlo 10. Pro kontrolu jeho funkce je mezi výstup z mamutového čerpadla £ a čerpadlo 10 zařazeno kapátko 11» Nulovací filtr 12 je připojen na druhý vstup do elektricky ovládaného trojcestného ventilu 1 a je používán к čištění vzduchu při nulování a cejchování»The pump 10 supplies the electrolyzer with a solution 10. To control its operation, a dropper 11 is included between the output of the mammoth pump 8 and the pump 10. »The reset filter 12 is connected to the second inlet of the electrically operated three-way valve 1 and is used to purify air during zeroing and calibration»

232 878232 878

Cejchovací zařízení, sestávající z druhého čerpadla 13 vzduchu a termostatu 14 pro zdroj 15 sledované složky, se připojuje přes T-kus na třetí vstup elektricky ovládaného trojcesnného ventilu £ a je ve funkci v době nulování a cejchování automatického analyzátoru. Čerpadlo 13 vzduchu cejchovacího zařízení, ačkoliv je konstrukčně podobné hlavnímu čerpadlu 5, není záměnné, neboč má vyšší průtok vzduchu. Zařazení T-kusu do spojky cejchovacího zařízení s elektricky ovládaným trojcestným ventilem £ zaručuje separátní, neovvivněnou funkci jak cejchovacího zařízení, tak i vlastní elektrochemické části vzhledem k průtokům. Cejchovací zařízení dodává zaručený přebytek o známé kontcntraci, z něhož si hlavní čerpadlo odebírá podle·vlastní potřeby. Rozdílové mnnžství cejchovní směsi je odváděné do vstupu ochranného filtru 9»The calibrating device, consisting of a second air pump 13 and a thermostat 14 for the monitored component source 15, is connected via a T-piece to the third input of the electrically operated three-way valve 6 and is in operation at the time of zeroing and calibrating the automatic analyzer. The air pump 13 of the calibration device, although structurally similar to the main pump 5, is not interchangeable since it has a higher air flow. The inclusion of the T-piece in the coupling of the calibrating device with the electrically operated three-way valve 6 ensures a separate, non-inspired function of both the calibrating device and the electrochemical part itself with respect to the flow rates. The calibration equipment delivers a guaranteed surplus of known contamination, from which the main pump is taken as required. The differential quantity of the calibration mixture is discharged to the inlet of the protective filter 9 »

Elektrolyzér £ pro měření sledované látky je sestaven z bloků. První blok obsahuje referentní elektrodu a slouží přívodu elektrolytu do elektrolyzéru přes filtr £6. Ostatní bloky obsahují indikační elektrody,, přičemž · první blok s indikační elektrodou slouží k přívodu měřeného vzduchu a poslední blok · slouží k odvodu směsi elektrolytvvzduch do čerpadla · _5.The electrolyzer 6 for measuring the substance of interest is composed of blocks. The first block comprises a reference electrode and serves to supply the electrolyte to the electrolyzer through a filter 60. The other blocks comprise indicating electrodes, wherein the first block with the indicating electrode serves to supply the measured air and the last block serves to discharge the electrolyte-air mixture to the pump.

Na obr. 2 je . schéma příkladného provedení automatického analyzátoru pro kontinuální měření · oxidů · dusíku v ovzduuíí. Automatický analyzátor pro oxidy dusíku je tvořen stejnými prvky jako autommtíckn analyzátor podle obr. 1, přičemž je doplňěn následujícími znaky.FIG. diagram of an exemplary embodiment of an automatic analyzer for continuous measurement of · oxides · of nitrogen in the atmosphere. The automatic analyzer for nitrogen oxides consists of the same elements as the automatic analyzer of FIG. 1, supplemented by the following features.

Elektrolyzér £ pro mmření oxidů dusíku · je sestaven ze čtyř bloků. První blok obsahuje referentní elektrodu ze stříbrného drátu^-. První blok elektrolyzéru také slouží k přívodu elektrolytu přes filtr £6, který slouží jako záchyt volného jodu. Druhý blok neobsahuje elektrodu a slouží k utltmení toku kapaliny. Druhý blok je spojen s prvnímThe electrolyzer 6 for measuring the oxides of nitrogen is composed of four blocks. The first block comprises a reference electrode of silver wire ^-. The first electrolyzer block also serves to feed the electrolyte through a filter 66 which serves as a trap for free iodine. The second block does not contain an electrode and serves to dampen the fluid flow. The second block is connected to the first

232 878 blokem zvnějšku hadicí, ' která . obsahuje ochranný filtr 17. Ostatní dva bloky ’ obsahují indikační elektrody z palladia, přičemž třetí blok slouží k přívodu . plynu-vzduchu a čtvrtý blok slouží k odvodu směsi vzduuhh-lektrolyt do čerpadla 5,.232 878 a block from the outside with a hose which. it contains a protective filter 17. The other two blocks contain palladium indicating electrodes, the third block being used for supply. gas-air and the fourth block is used to discharge the mixture of air-electrolyte to the pump 5.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232 878

Automatic analyzer for continuous measurement of trace concentrations of oxidising or reducing substances in the air, consisting of a valve, filters, a pump and an electrolyser, characterized in that it consists of a part with an electrically operated three-way valve (1) connected to a calibration source (15) with pump 13), and to the measured air inlet and to the reset filter (12), the reset filter (12) is connected to the inlet of the electrically operated three-way valve (1) and the output of the electrically operated three-way valve (1) is connected to selectivation filters / 2) and the output of the selective filters (2) is connected via a mechanical filter (3) to an electrolyzer (4), the outlet of the air / electrolyte mixture being connected to an electrolyte storage tank (7) via a mammoth pump (6) of circulating electrolyte via pump (10) of solution and possibly filter (16) with electrolyzer (4) and outlet The feed line of the analyzed air from the electrolyte storage tank (7) is connected to the atmosphere via a protective filter (9).