CS263207B1 - Zařízení k měření a indikaci nebezpečné koncentrace HC1 ve vzduchu - Google Patents

Abstract

Zařízení k měření koncentrace HC1 ve vzduchu obsahuje měrnou nádobku, přívod a výpust demineralizované vody, přívod měřeného vzduchu s průtokoměrem vzduchu, měřič napětí a referenční elektrodou a měrnou iontově selektivní chloridovou elektrodou a se signalizací, a též časovač, který ovládá vypouětění roztoku z měrně nádobky a zavádění čerstvé demineralizované vody. Časovač je propojen se vzduchovou Čerpací jednotkou a muže být déle propojen s přívodem a výpustí demineralizované vody a s hladinovým spínačem. Měřený vzduch prochází demineralizovanou vodou v měrné nádobce a měřičem napětí aktivního článku se zjišluje okamžitá koncentrace chloridových iontů v roztoku. Zařízení lze použít i k měření můstkovou metodou. Zařízení je možno použít k měření koncentrace ITC1 i v^jiných plynech, které však nesmějí ovlivňovat činnost aktivního článku.

Description

Vynález se týká zařízení k měření a indikaci nebezpečné koncentrace HC1 ve vzduchu.

V současnosti se provádí měření koncentrace HC1 přístroji, které pracují na principu různých metodo Časté je měření pomocí aktivního článku či konduktometrickými metodami. Měřený plyn je zaveden do roztoku a k měření napětí vytvořeného článku nebo vodivosti roztoku se používá měřicích přístrojů s velkou citlivostí, zpravidla ve spojení s referenční elektrodou a měrnou iontově selektivní chloridovou elektrodou_o Tato zařízení dosahují citli.V Μ» vosti, umožňující indikovat koncentrace od 1CM, a menší koncentrace nelze jimi spolehlivě zjištovat. Zvýšení citlivosti se dosahuje u podobného zařízení podle patentu USA č. 3 058 901 pomocí kumulace koncentrace tak, že měřený plyn prochází po určitou dobu kapalinou v zásobníku a potom se kapalina přečerpá do měrné nádobky, kde se určí koncentrace metodou aktivního článku. Tak se zvýší citlivost měření, ale nelze včas zachytit nenadálé zvýšení koncentrace., například při havarijním úniku plynu.

Uvedené nevýhody řeší zařízení obsahující měrnou nádobku s přívodem demineralizované vody, s výpustným ventilem, čerpací jednotku vzduchu, průtokoměr vzduchu, měřič napětí s elektrodami v měrné nádobce, signalizační zařízení a časovač, jehož podstata spočívá v tom, že měrná nádobka má v sobě umístěnu referenční elektrodu a měrnou iontově selektivní chloridovou elektrodu, které jsou propojeny prvním vodičem a druhým vodičem s měřičem napětí, propojeným dále signalizační vazbou se signalizačním zařízením, měrná nádobka je dále opatřena výpustným ventilem, vodní přívod ze zásobníku demineralizované vody je opatřen průtokovým regulačním členem, přičemž dále přívod vzduchu do měrné nádobky je opatřen průtokoměrem vzduchu a vzduchovou čerpací jednotkou, propojenou spouštěcí vazbou s časovačem. Vysílač naměřené hodnoty průtokoměru vzduchu

263 207

- 2 — může být propojen zpětnou vazbou se vzduchovou čerpací jednotkou a signalizační vazbou se signalizačním zařízením,, Časovač může být propojen uzavírací vazbou s výpustným ventilem a současně napouštěcí vazbou s průtokovým regulačním členem a kontrolní vazbou s hladinovým spínačem umístěným v měrné nádobce» Časovač může být propojen také jen s výpustným ventilem a s průtokovým regulačním členem, je-li průtokový regulační člen proveden jako dávkovači čerpadlo» Časovač může být propojen dokonce jen s výpustným ventilem, je-li průtokový regulační člen proveden jako plovákový ventil»

Tím se dosáhne kontinuálního měření koncentrace HC1 ve vzduchu, přičemž podprahové hodnoty koncentrace se při měření kumulují a současně náhlý vzestup koncentrace při havarijním úniku je indikován prakticky okamžitě·

Na připojených vý křesech je na obr» 1 schéma zařízení podle vynálezu v základním provedení, na obr» 2 je schéma téhož zařízení s regulací vzduchové čerpací jednotky a se signalizací nedodržení potřebného průtoku vzduchu, na obr_o 3 je schéma téhož zařízení s automatickým ovládáním výměny demineralizované vody ovládaným přímo časovačem, na obr» 4 je schéma téhož zařízení se zjednodušeným systémem výměny demineralizované vody, dodávané dávkovacím čerpadlem, a na obr» 5 je schéma téhož zařízení s dále zjednodušeným systémem výměny demineralizované vody řízeným s pomocí plovákového ventilu.

Měrná nádobka 1 má plnění demineralizované vody ze zásobníku 2 provedeno vodním přívodem 6 přes průtokový regulační člen 8, který může být proveden jako ruční ventil nebo jako elektromagnetický ventil nebo jako dávkovači čerpadlo nebo jako plovákový ventil» Vypouštění demineralizované vody z měrné nádobky 1 je řízeno výpustným ventilem £, který mů£e být proveden jako ruční ventil nebo jako elektromagnetický ventil» Přívod měřeného vzduchu je zabezpečen vzduchovou čerpací jednotkou 12, čerpající stálé množství vzduchu přes průtokoměr 13 přívodem vzduchu 11 do měrné nádobky l_o Průtokoměr 13 může být opatřen vysílačem naměřené hodnoty 26 propojeným zpětnou vazbou 14 se vzduchovou čerpací jednotkou 12 a dále propojeným signalizační vazbou 18 se signalizačním zařízením 10» Vlastní měření se děje měřičem napětí který je napojen na měřený roztok v měrné nádobce 1 prostřednictvím referenční elektrody 2,

263 207 zde například kalomelové, a měrné iontově selektivní chloridové elektrody 3, a to po řadě prvním vodičem 19 a druhým vodičem 20» Měřič napětí 9 je propojen poplachovou vazbou 21 se signalizačním zařízením 10. Zařízení podle vynálezu je dále opatřeno časovačem jehož spouštěcí vazba 22 je napojena na vzduchovou čerpací jednotku 12o Časovač % může být napojen uzavírací vazbou 23 na výpustný ventil £ a napouštěcí vazbou 25 na průtokový regulační člen 8, je-li tento proveden jako dávkovači čerpadlo, nebo časovač může být napojen současně na výpustný ventil £ uzavírací vazbou 23. na hladinový spínač 15 Kontrolní vazbou 24 a na průtokový regulační člen 8 napouštěcí vazbou 25. přičemž v této kombinaci je průtokový regulační člen 8 proveden jako elektromagnetický uzavírací ventil a stejně tak i výpustný ventil £« Je-li průtokový regulační člen 8 proveden jako plovákový ventil je pak časovač £ propojen ve své ovládací části pouze uzavírací vazbou 23 s výpustným ventilem £.

Funkce zařízení je následující. Do měrné nádobky 1 je napuštěna vodním přívodem 6 demineralizované voda ze zásobníku 2, která je probublávána měřeným vzduchem, dopravovaným vzduchovou čerpací jednotkou 12, přičemž průtok vzduchu lze sledovat na průtokoměru 13. ze kterého je vzduch zaveden do měrné nádobky £ přívodem vzduchu 11. Obsah zjišťovaného HG1 ve vzduchu se měří po rozpuštění v měrné nádobce 1 pomocí měřiče napětí 9 s referenční elektrodou 2 a měrnou iontově selektivní elektrodou které tvoří aktivní článek a jsou s měřičem napětí j) spojeny prvním vodičem 19 a druhým vodičem 20.

Při překročení prahu nebezpečné koncentrace HC1 ve vzduchu dojde ke stoupnutí koncentrace chloridových iontů v demineralizované vodě v měrné nádobce 1, stoupne napětí aktivního článku z referenční elektrody 2 a měrné iontově selektivní elektrody £, napětí je indikováno ve stupnici koncentrace na měřiči napětí <? a je signalizováno nebezpečí signalizačním zařízením 10, připojeným k měřiči napětí % pomocí poplachové vazby 21. Koncentrace chloridových iontů se v měrné nádobce 1 postupně zvyšuje a při dosažení· nebezpečné koncentrace, bu3 dlouhodobě z nižších hodnot, nebo krátkodobě z vyšších hodnot, nebo téměř okamžitě při havarijním úniku, dojde ke spuštění signalizačního zařízení 10. Aby za delší dobu nedošlo k signalizaci bu3 z nepatrných hodnot dlouhodobě akumulo263 207

- 4 váných, anebo vlivem samovolné polarizace elektrod, které pracují v takto nízkých koncentracích mimo rovnovážný stav a samy mohou ovlivnit napětí aktivního článku, je třeba po určité době roztok v měrné nádobce 1 vyměnit. Pro správnou funkci zařízení je výhodné, aby měřený vzduch procházel demineralizovanou vodou v množství 0,5 až 1,5 objemových dílů za minutu na 1 objemový díl demineralizované vody* Demineralizovaná voda se vyměňuje v měrné nádobce nejpozději po 200 hodinách měření» Tím se dosáhne obnovení citlivosti měření. Protože provoz měřicího zařízení je závislý především na chodu vzduchové čerpací jednotky 12, spouští se časovač 2 právě v závislosti na jejím chodu, a to spouštěcí vazbou 22» Uplynutí nastavené doby do výměny zjistí obsluha na časovači 2t výpustným ventilem £ vypustí roztok z měrné nádobky 1, napustí tamtéž ze zásobníku 2 demineralizovanou vodu vodním vedením 6 přes průtokový regulační člen 8, provedený zde jako ručně ovládaný ventil, a vynuluje časovač £» Schéma takového zařízení je na obr» 1« Na obr. 2 je totéž zařízení, kde průtokoměr 13 je opatřen vysílačem naměřené hodnoty 26, který řídí zpětnou vazbou 14 vzduchovací čerpá cí jednotku 12. aby dávala stálé množství vzduchu» Vysílač naměřené hodnoty 26 svým napojením na signalizační zařízení 10 signalizační vazbou 18 zajištuje signalizaci v případě, že průtok vzduchu pokles ne pod nastavenou přípustnou mez₀ Na obr» 3 je zařízení dle obr» 2 s rozšířenou funkcí o automatické vypouštění roztoku z měrné nádobky 1 na povel časovače 2 uzavírací vazbou 23 výpustným ventilem £ a následné napouštění demineralizované vody řízené časovačem 2 přes napouštěcí vazbu 25 průtokovým regulačním členem 8, přičemž napouštění se ukončí na povel hladinového spínače 15 prostřednictvím kontrolní vazby 24 a přes časovač 2 zmíněnou napouětěcí vazbou 25. Na obr» 4 je obdobné zařízení, ale se zjednodušenou automatickou výměnou roztoku» Na povel časovače £ se na určitou dobu otevře prostřednictvím uzavírací vazby 23 výpustný ventil £. Z měrné nádobky JL se vypouští roztok, současně se otevírá průtokový regulační Člen 8, provedený zde jako plovákový ventil a napouští se měrné nádobka 1 demineralizovanou vodou ze zásobníku 2· Protože průřez průtokového regulačního členu 8 je menší než průřez výpustného

263 207

- 5 ventilu £ a případný opačný rozdíl tlaků nestačí zvrátit kvalitativně tento poměr, dojde po určité době po otevření výpustného ventilu 4 k vyprázdnění měrné nádobky 1, a to i přes současný přítok demineralizované vody. Pak se uzavře výpustný ventil £ a měrná nádobka 1 se sama naplní do předepsané výše pomocí plovákového uzavíracího ventilu. Při netěsnosti průtokového regulačního členu 8 odtéká přebytečná demineralizovaná voda pojistným přepadem 17 o

Pro zvýšení citlivosti měření lze zařízení použít při měření můstkovou metodou. Získané napětí aktivního Článku se porovnává s napětím jiného článku, jehož referenční elektroda a měrná iontově selektivní elektroda jsou ponořeny v demineralizované vodě s v·divostí cca 0,1 MJim.

Zařízení dle vynálezu je použitelné k měření Koncentrace HC1, především ve vzduchu, ale i v jiných plynech, které neovlivní činnost detekujícího aktivního článku. Ve smyslu definice je možno zařízení sestavit z různých konkrétních prvků, které mohou být pro zdokonalení funkce soustavy samy dále vylepšeny. Například pojistný přepad je možné z měrné nádobky užít i v kombinaci se sestavami s ručním či elektromagnetickým ventilem na místě průtokového regulačního členu. Co se týče měřiče napětí, lze použít různých přístrojů s různým způsobem ukazování, vždy však s vysokým vstupním odporem, alespoň 30 o Spolehlivost vzduchové čerpací jednotky lze zvýšit například jejím zdvojením s automatickým přepínáním při poruše, ovládaným například signálem z vysílače naměřené hodnoty na průtokoměru vzduchu.

Claims (5)

1. Zařízení k měření a indikaci neMížetcčiié kone&r.t.rncfe hoi ve vzduchu obsahující měrnou nádobku ó pi/vuclwm therniaeralizovane vody a s výpustným ventilem, čerpací jednotkou vzduchu, průtokoměr vzduchu, měřič napětí s elektrodami v měrné nádobce, signalizační zařízení a časovač, vyznačené tím, že měrná nádobka (1) má v sobě umístěnu referenční elektrodu (2) a měrnou iontově selektivní chloridovou elektrodu (3), které jsou propojeny prvním vodičem (19) a druhým vodičem (20) s měřičem napětí (9), propojeným dále poplachovou vazbou (21) se signalizačním zařízením (10), měrné nádobka (1) je dále opatřena výpustným ventilem (4), vodní přívod (6) zásobníku (7) deminera- 6 —

263 207 lizované vody je opatřen průtokovým regulačním členem (8), přičemž dále přívod vzduchu (11) do měrné nádobky (1) je opatřen průtokoměrem vzduchu (13) a vzduchovou čerpací jednotkou (12), propojenou spouštěcí vazbou (22) s časovačem (5)«

2«, Zařízení podle bodu ljvyznačené tím, že obsahuje vysílač naměřené hodnoty (26) průtokoměrů (13), přičemž vysílač naměřené hodnoty (26) je propojen zpětnou vazbou (14) se vzduchovou čerpací jednotkou (12) a signalizační vazbou (18) se signalizačním zařízením (10)«

3 o Zařízení podle bodu 1 a 2/vyznačené tím, že časovač (5) je propojen současně uzavírací vazbou (23) s výpustným ventilem (4), kontrolní vazbou (24) s hladinovým spínačem (15) a napouštěcí vazbou (25) s průtokovým regulačním členem (8$,

4o Zařízení podle bodu 1 a 2_;vyznačené tím, že časovač (5) je propojen uzavírací vazbou (23) s výpustným ventilem (4) a napouštěcí vazbou (25) s průtokovým regulačním členem (8), přičemž průtokový regulační člen (8) je proveden jako dávkovači čerpadlo.

5. Zařízení podle bodu 1 a 2/vyznačené tím, že časovač (5) je propojen uzavírací vazbou (23) s výpustným ventilem (4), přičemž průtokový regulační člen (8) je proveden jako plovákový uzavírací ventil s průtočným průřezem v otevřeném stavu alespoň o jednu třetinu menším než je průtočný průřez výpustného ventilu (4), a to při přetlaku na průtokovém regulačním Členu (8) nejvýše o jednu pětinu větším než na výpustném ventilu (4), a s plovákem (16) umístěným v měrné nádobce (1), přičemž měrné nádobka (1) je opatřena pojistným přepadem (17).