1 ·» 283 2061 · 283 206
Vynález se týká zařízení k měření a indikaci nebezpečnékoncentrace HP ve vzduchu. V současnosti se provádí měření koncentrace ΗΪ’ přístroji,které pracují na principu různých metod. Časté je měření pomocíaktivního článku či konduktometrickými metodami. Měřený plynje zaveden do roztoku a k měření napětí vytvořeného článku nebovodivosti roztoku áe používá měřicích přístrojů s velikoucitlivostí, zpravidla ve spojení s referenční elektrodou a měr-nou, iontově selektivní fluoridovou elektrodou. Tato zařízení do-sáhují citlivosti umožňující indikovat koncentrace od 10 M,a menší koncentrace nelze jimi spolehlivě zajištovat. Zvýšenícitlivosti se dosahuje u podobného zařízení podle patentuUSA č. 3 058 SOI pomocí kumulace koncentrace tak, že měřený plynprochází po určitou dobu kapalinou v zásobníku a potom se kapa-lina přečerpá do měrné nádobky, kde se určí koncentrace meto-dou aktivního článku. Tak se zvýší citlivost měření, ale nelzevčas zachytit nenadálé zvýšení koncentrace, například při havarij-ním úniku plynu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring and indicating the concentration of HP in air. At present, concentration measurements are being carried out on devices that operate on a variety of methods. Measuring with an active cell or conductometric methods is common. The gas to be measured is introduced into the solution and measuring instruments of high sensitivity are used to measure the voltage of the formed cell or conductivity of the solution, usually in conjunction with a reference electrode and a specific ion-selective fluoride electrode. These devices achieve sensitivity to indicate concentrations of 10 M, and smaller concentrations cannot be reliably ensured. An increase in sensitivity is achieved with a similar device according to US Patent No. 3,058 SOI by cumulating the concentration such that the measured gas is passed through the reservoir fluid for a period of time and then the liquid is pumped into a measuring vessel where the concentration of the active cell is determined. This increases the sensitivity of the measurement, but does not occasionally detect an unexpected increase in concentration, for example in case of emergency gas leakage.
Uvedené nevýhody řeší zařízení obsahující měrnou nádobkus přívodem vodního roztoku NaOH, s výpustným ventilem, čerpacíjednotku vzduchu, průtokoměr vzduchu, měřič napětí s elektrodamiv měrné nádobce, signalizační zařízení a časovač, jehož podstataspočívá v tom, že měrná nádobka má v sobě umístěnou referenčníelektrodu a měrnou iontově selektivní fluoridovou elektrodu,které jsou propojeny prvním vodičem a druhým vodičem s měřičemnapětí, propojeným dále signalizační vazbou se signalizačnímzařízením, měrná nádobka je dále opatřena výpustným ventilem, _ o «. 263 206 přívod ze zásobníku vodního roztoku NaOH je opatřen průtokovýmregulačním členem, přičemž dále přívod vzduchu do měrné nádobkyje opatřen průtokoměrem vzduchu a vzduchovou čerpací jednotkou,propojenou spouštěcí vazbou s časovačem. Vysílač naměřené hodnotyprůtokoměru vzduchu může být propojen zpětnou vazbou se vzducho-vou čerpací jednotkou a signalizační vazbou se signalizačním za-řízením. Časovač může být propojen uzavírací vazbou s výpustnýmventilem a současně napouětěcí vazbou s průtokovým regulačnímčlenem a kontrolní vazbou s hladinovým spínačem umístěným v měr-né nádobce. Časovač může být propojen také jen s výpustným ven-tilem a s průtokovým regulačním členem, je-li průtokový regulač-ní člen proveden jako dávkovači čerpadlo. Časovač může být pro-pojen dokonce jen s výpustným ventilem, je-li ‘průtokový regulač-ní člen proveden jako plovákový ventil. Tím se dosáhne kontinuálního měření koncentrace HF ve vzdu-chu, přičemž podprahové hodnoty koncentrace se při měření kumu-lují a současně náhlý vzestup koncentrace při havarijním únikuje indikován prakticky okamžitě. wa připojených výkresech je na obr. 1 schéma zařízenípodle vynálezu v základním provedení, na obr. 2 je schéma téhožzařízení s regulací vzduchové čerpací jednotky a se signalizacínedodržení potřebného průtoku vzduchu, na obr. 3 je schéma téhožzařízení a automatickým ovládáním výměny vodního roztoku NaOHovládáným přímo časovačem, na obr. 4 je schéma téhož zařízení sezjednodušeným systémem výměny vodního roztoku NaOH, dodávanédávkovacím čerpadlem a na obr. 5 je schéma téhož zařízení s délezjednodušeným systémem výměny vodního roztoku NaOH řízenýmpomocí plovákového ventilu. Měrná nádobka 1 má plnění vodního roztoku NaOH ze zásobníkuJ provedeno přívodem 6 přes průtokový regulační člen 8, kterýmůže být proveden jako ruční ventil nebo jako elektromagnetickýventil nebo jako ploválcový ventil. Vypuštění vodního roztokuNaOH z měrné nádobky 1 je řízeno výpustným ventilem J, kterýmůže být proveden jako ruční ventil nebo jako elektromagnetickýventil. Přívod měřeného vzduchu je zabezpečen vzduchovou čerpacíjednotkou 12, čerpající stélé množství vzduchu přes průtokoměr13 přívodem vzduchu 11 do měrné nádobky 1. Průtokoměr 13 můžebýt opatřen vysílačem naměřené hodnoty 26^pro pojeným zpětnou 263 206 vazbou 1 4 se vzduchovou čerpací jednotkou 12 a dále propojenýmsignalizační vazbou 18 se signalizačním zařízením 10» Vlastníměření se děje měřičem napětí který je napojen na měřený roz-tok v měrné nádobce 1 prostřednictvím referenční elektrody 2,zde například kalomelové a měrné iontově selektivní fluoridovéelektrody a to po řadě prvním vodičem 19 a druhým vodičem 20«Měřič napětí % je propojen poplachovou vazbou 21 se signalizačnímzařízením 10. Zařízení podle vynálezu je dále opatřeno Časovačem£, jehož spouštěcí vazba 22 je napojena na vzduchovou čerpacíjednotku 12. Časovač % může být napojen uzavírací vazbou 23 navýpustný ventil J a napouštěcí vazbou 25 na průtokový regulačníčlen 8, je-li tento proveden jako dávkovači čerpadlo nebo časo-vač £ může být napojen současně na výpustný ventil & uzavíracívazbou 23. na hladinový spínač 15 kontrolní vazbou 24 a na prů-tokový regulační člen 8 napouštěcí vazbou 25, přičemž v tétokombinaci je průtokový regulační člen 8 proveden jako elektro-magnetický uzavírací ventil a stejně tak i výpustný ventilJe-li průtokový regulační člen 8 proveden jako plovákový ventilje pak časovač přopojen ve své ovládací části pouze uzavíracívazbou 23 s výpustným ventilem 4.The above-mentioned disadvantages are solved by a device containing a specific container with a NaOH water solution, with a discharge valve, an air pump, an air flow meter, a voltage meter with a measuring container electrode, a signaling device and a timer, which consists in the reference vessel having a reference electrode located therein and a specific ionic a selective fluoride electrode, which is connected by a first conductor and a second conductor with a meter, further interconnected by a signaling coupling with a signaling device, the measuring vessel being further provided with a discharge valve, which is a reference valve. The inlet of the NaOH water solution reservoir is provided with a flow control member, and the air supply to the measuring vessel is provided with an air flow meter and an air pumping unit interconnected by a trigger coupling with a timer. The air flow meter transmitter can be coupled by feedback to the air pump unit and the signaling signaling link. The timer can be interconnected with a shut-off valve with a discharge valve and at the same time with a flow-through coupling with a flow control member and a control coupling with a level switch located in the measuring container. The timer can also be connected only to the outlet valve and to the flow control member when the flow control member is configured as a metering pump. The timer can even be connected with a drain valve if the ový flow control member is designed as a float valve. This achieves a continuous measurement of the HF concentration in the air, whereby the subliminal concentration values are cumulative during the measurement, and the sudden increase in the concentration of the emergency leakage is indicated almost immediately. and Fig. 1 is a schematic diagram of a device according to the invention in a basic embodiment, Fig. 2 is a diagram of the same device with control of an air pump unit and with a signaling of the required airflow, Fig. 3 is a diagram of the same device and automatic control of the water solution replacement by a direct timer Fig. 4 is a schematic diagram of the same NaOH solution for water exchange, supplied by a metering pump, and Fig. 5 is a schematic diagram of the same simplified NaOH water exchange system controlled by a float valve. The measuring container 1 has a filling of the aqueous NaOH solution from the container 1 through an inlet 6 via a flow control member 8, which can be designed as a manual valve or as an electromagnetic valve or as a float valve. The draining of the NaOH water solution from the measuring container 1 is controlled by the discharge valve J, which can be designed as a manual valve or as an electromagnetic valve. The measured air supply is provided by an air pumping unit 12, pumping the flowing amount of air through the flow meter 13 through the air inlet 11 into the measuring vessel 1. The flowmeter 13 may be provided with a measured value transmitter 26 ^ for feedback 263 206 bonding 14 with an air pump unit 12 and an interconnected signaling link 18 with the signaling device 10 »The measurement is carried out by a voltage meter which is connected to the measured solution in the measuring container 1 by means of a reference electrode 2, here, for example, a calomel and a specific ion selective fluoride electrode, respectively, by a first conductor 19 and a second conductor 20« Voltage meter. The device according to the invention is further provided with a timer 6, the trigger link 22 of which is connected to the air pump unit 12. The timer% can be connected to the shut-off link 23 to be vented outwardly. 7 and the impregnating bond 25 to the flow control member 8, if this is a metering pump or the timer 6 may be connected simultaneously to the discharge valve & by means of a closing connection 23 to the level switch 15 by a control connection 24 and to a flow control member 8 by a filling bond 25, wherein in this combination the flow control member 8 is designed as an electro-magnetic shut-off valve as well as a discharge valve if the flow control member 8 is provided as a float valve, the timer is connected in its control section only by a closing connection 23 with a discharge valve 4.
Funkce zařízení je následující i Do měrné nádobky 1 je na-puštěn přívodem 6 vodní roztok NaOH ze zásobníku J, který jeprobubláván měřeným vzduchem, dopravovaným vzduchovou čerpacíjednotkou 12, přičemž průtok vzduchu lze sledovat na průtokoměru ze kterého je vzduch zaveden do měrné nádobky 1 přívodemvzduchu 11. Obsah zjišťovaného HF ve vzduchu se měří po rozpuš-tění v měrné nádobce 1 pomocí měřiče napětí £ s referenčníelektrodou 2 a měrnou iontově selektivní elektrodou 3» které tvo-ří aktivní článek a jsou s měřičem napětí spojeny vodiči 19. 20. Při překročení prahu nebezpečné koncentrace HF ve vzduchudojde ke stoupnutí koncentrace fluoridových iontů ve vodním roz-toku NaOH v měrné nádobce 1, stoupne napětí aktivního článku zreferenční elektrody 2 a měrné iontově selektivní elektrody J,napětí je indikováno ve stupnici koncentrace na měřiči napětí %a je signalizováno nebezpečí signalizačním zařízením 10, připo-jeným k měřiči napětí % pomocí poplachové vazby 21. Koncentracefluoridových iontů se v měrné nádobce 1 postupně zvyšuje a přidosažení nebezpečné koncentrace, bu3 dlouhodobě z nižších hodnot, 263 206 nebo krátkodobě z vyšších hodnot nebo téměř okamžitě při havarij-ním úniku dojde ke spuštění signalizačního zařízení 10. Aby zadelší dobu nedošlo k signalizaci bučí z nepatrných hodnot dlouho-době akumulovaných^anebo vlivem samovolné polarizace elektrod,které pracují v takto nízkých koncentracích mimo rovnovážný stava samy mohou ovlivnit napětí aktivního článku, je třeba po určitédobě roztok v měrné nádobce 1 vyměnit. Pro správnou funkci zaří-zení je výhodné, aby měřený vzduch procházel vodním roztokem NaOHv množství 0,5 až 2 objemové díly za minutu na 1 objemový dílvodního roztoku NaOH. Vodní roztok NaOH se vyměňuje v měrné nádobce nejpozději po 150 hodinách měření. Tím se dosáhne obnovenícitlivosti měření. Protože provoz měřícího zařízení je závislýpředevším na Chodu vzduchové čerpací jednotky 12, spouští se časovač 5 právě v závislosti na jejím chodu^a to spouštěcí vazbou 22.Uplynutí nastavené doby do výměny zjistí obsluha na časovačivýpustným ventilem vypustí roztok z měrné nádobky 1, napustítamtéž vodní roztok NaOH ze zásobníku J vedením 6 přes průtokovýregulační člen 3, provedený zde* jako ručně ovládaný ventil a vy-nuluje časovač 2· Schéma takového zařízení je na obr. 1. obr. 2 je totéž zařízení, kde průtekoměr 13 je opatřen vysílačem na-měřené hodnoty 26, který řídí zpětnou vazbou 14 vzduchovou čer-pací jednotku 12, aby dávala stálé množství vzduchu. Vysílač na-měřené hodnoty 26 svým napojením na signalizační zařízení 10signalizační vazbou 18 zajišťuje signalizaci v případě, že prů-tok vzduchu poklesne pod nastavenou přípustnou mez. Na obr. 3je zařízení dle obr. 2 s rozšířenou funkcí o automatické vypouš-tění roztoku z měrné nádobky 1 na povel časovače £ uzavírací vaz-bou 23 výpustným ventilem £ a následné napouštění vodního roztokuNaOH řízené časovačem 2 přes napouštěcí vazbu 25 průtokovým regu-lačním členem 8, přičemž napouštění se ukončí na povel hladino-vého spínače 15 prostřednictvím kontrolní vazby 24 a přes časo-vač 2 zmíněnou napouštěcí vazbou 25» Na obr. 4 je obdobné zaří-zení f ale se zjednodušenou automatickou výměnou roztoku. Na povelčasovače % se na určitou dobu otevře prostřednictvím uzavíracívazby 23 výpustný ventil J. Z měrné nádobky 1 se vypouští roztok,současně se otevírá průtokový regulační člen 8, provedený zdejako plovákový ventil a napouští se měrná nádobka 1 vodním rozto-kem NaCH. Protože průřez průtokového regulačního Členu 8 jeThe function of the apparatus is as follows. An aqueous solution of NaOH from the container J, which is bubbled through the measured air, conveyed by the air pump unit 12 is introduced into the measuring container 1, the air flow being monitored on the flow meter from which the air is introduced into the measuring container 1 of the air inlet 11 The HF-detected air content is measured after dissolution in measuring container 1 by means of a voltage meter 6 with a reference electrode 2 and a specific ion-selective electrode 3 'forming an active cell and connected to the voltage meter by conductors 19. 20. the dangerous concentration of HF in the air will increase the concentration of fluoride ions in the NaOH water solution in the measuring vessel 1, the voltage of the active cell of the reference electrode 2 and the specific ion selective electrode J will increase, the voltage is indicated in the concentration scale on the voltage meter and the danger of sig is signaled by means of an annealing device 10 coupled to a voltage meter% by means of an alarm bond 21. The concentration of fluoride ions in the measuring container 1 gradually increases and the hazardous concentration is added, either long-term from lower values, 263,206 or temporarily from higher values or almost immediately upon accidental The signaling device 10 will start to leak. In order to avoid signaling for a longer period of time either from the negligible values of long-term accumulated anebo or due to spontaneous polarization of the electrodes that operate at such low concentrations outside the equilibrium state, a solution may be required for a period of time. replace in measuring container 1. For proper operation of the device, it is preferred that the measured air is passed through an aqueous NaOH solution in an amount of 0.5 to 2 parts by volume per minute per 1 part by volume NaOH solution. The NaOH aqueous solution is exchanged in the measuring container after 150 hours of measurement at the latest. This restores the sensitivity of the measurement. Since the operation of the measuring device depends mainly on the operation of the air pumping unit 12, the timer 5 is triggered just depending on its operation by the trigger coupling 22. The operation time is determined by the operator on the timer valve to drain the solution from the measuring container 1, impregnate the same water solution NaOH from reservoir J via line 6 through flow control element 3, executed here as a manually operated valve and resetting timer 2 • A schematic of such a device is shown in Fig. 1. Fig. 2 is the same device where a flow meter 13 is provided with a transmitter for measurement. a value 26 which controls the feedback 14 of the air pumping unit 12 to provide a constant amount of air. The transmitter of the measured value 26, by its connection to the signaling device 10 by a signaling link 18, provides a signaling if the air flow falls below the set permissible limit. FIG. 3 shows the apparatus of FIG. 2 with an expanded function of automatically discharging the solution from the measuring container 1 to a timer command 9 by a shut-off valve 23 through a discharge valve 6 and subsequently impregnating the aqueous NaOH solution controlled by the timer 2 via the impregnating linkage 25 with a flow control. 8, the impregnation being terminated by command of the level switch 15 by means of a control link 24 and via timer 2 by said impregnating bond 25 " A discharge valve 7 is opened by means of a closing connection 23 for a certain period of time to the timers%. The solution is discharged from the measuring container 1, at the same time the flow control member 8 is opened, which is a float valve, and the measuring container 1 is filled with the aqueous solution of NaCH. Because the cross-section of the flow control member 8 is