RU114528U1 - DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE - Google Patents

DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE Download PDF

Info

Publication number
RU114528U1
RU114528U1 RU2011138438/05U RU2011138438U RU114528U1 RU 114528 U1 RU114528 U1 RU 114528U1 RU 2011138438/05 U RU2011138438/05 U RU 2011138438/05U RU 2011138438 U RU2011138438 U RU 2011138438U RU 114528 U1 RU114528 U1 RU 114528U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
mixer
channel
supplying
mixtures
Prior art date
Application number
RU2011138438/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Соколов
Алексей Викторович Буданов
Валерий Антонович Шубарев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2011138438/05U priority Critical patent/RU114528U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU114528U1 publication Critical patent/RU114528U1/en

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в газоаналитических комплексах для тестирования чувствительных элементов и датчиков измерения параметров газовых сред с целью проведения калибровки и поверки газоаналитических приборов и сенсоров в серийном производстве.The invention relates to the field of analytical instrumentation and can be used in gas analytical complexes for testing sensitive elements and sensors for measuring gas parameters in order to calibrate and verify gas analytical devices and sensors in serial production.

Устройство для приготовления поверочных газовых смесей (ПГС) в динамическом режиме содержит смеситель газов, по меньшей мере, один канал для подвода целевого газа в смеситель газов, по меньшей мере, два канала для подвода газа-разбавителя в смеситель газов и канал для вывода газовой смеси из смесителя газов. В каждом канале для подвода газа в смеситель газов последовательно установлены регулятор массового расхода газа и электромагнитный клапан. При этом, по меньшей мере, в одном канале для подвода газа-разбавителя в смеситель газов установлены увлажнитель газа и дополнительный электромагнитный клапан, причем выход регулятора расхода газа данного канала соединен через электромагнитный клапан с входом увлажнителя газа, выход которого соединен с дополнительным электромагнитным клапаном.A device for preparing calibration gas mixtures (CGS) in dynamic mode contains a gas mixer, at least one channel for supplying the target gas to the gas mixer, at least two channels for supplying diluent gas to the gas mixer and a channel for discharging the gas mixture from the gas mixer. In each channel for supplying gas to the gas mixer, a gas mass flow regulator and an electromagnetic valve are sequentially installed. At the same time, at least one channel for supplying diluent gas to the gas mixer has a gas humidifier and an additional electromagnetic valve, the output of the gas flow regulator of this channel being connected through an electromagnetic valve to the gas humidifier inlet, the output of which is connected to an additional electromagnetic valve.

Техническим результатом является получение влажных поверочных газовых смесей в широком диапазоне концентраций и относительной влажности, а также снижение себестоимости ПГС, подаваемых на тестируемое устройство, в случае необходимости приготовления влажных поверочных газовых смесей.The technical result is the production of wet calibration gas mixtures in a wide range of concentrations and relative humidity, as well as reducing the cost of ASG supplied to the device under test, if necessary, preparation of wet calibration gas mixtures.

1 с.п. ф-лы, 2 ил. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в газоаналитических комплексах для тестирования чувствительных элементов и датчиков измерения параметров газовых сред с целью проведения калибровки и поверки газоаналитических приборов и сенсоров в серийном производстве.The invention relates to the field of analytical instrumentation and can be used in gas analytical complexes for testing sensitive elements and sensors for measuring gas parameters in order to calibrate and verify gas analytical devices and sensors in serial production.

Калибровка и метрологическая поверка анализаторов состава газов производится с использованием соответствующих эталонов, в качестве которых могут выступать поверочные газовые смеси (ПГС). ПГС могут либо выпускаться в виде аттестованных смесей, хранящихся в баллонах под давлением, либо приготавливаться по заданной процедуре непосредственно в месте использования с помощью генераторов смесей, имеющих аттестованные метрологические характеристики.Calibration and metrological verification of gas composition analyzers is performed using appropriate standards, which can be used as calibration gas mixtures (ASG). ASGs can either be produced in the form of certified mixtures stored in pressurized containers, or prepared according to the specified procedure directly at the place of use with the help of generators of mixtures having certified metrological characteristics.

Опыт исследования технических и метрологических характеристик газосигнализаторов, газоанализаторов, газовых и ионных хроматографов убедительно показал преимущества непрерывных (динамических) методов приготовления газовых смесей с известным содержанием анализируемых веществ. В газовой аналитике применяются два основных динамических метода приготовления поверочных газовых смесей: смешивание газовых потоков и диффузионное дозирование анализируемых веществ.The experience of studying the technical and metrological characteristics of gas detectors, gas analyzers, gas and ion chromatographs convincingly showed the advantages of continuous (dynamic) methods for preparing gas mixtures with a known content of the analyzed substances. In gas analytics, two main dynamic methods for preparing calibration gas mixtures are used: mixing gas flows and diffusion dosing of analytes.

Метод термодиффузионного дозирования микропотоков анализируемых веществ в поток газа-разбавителя получил наибольшее применение в эколого-аналитическом контроле. Принцип работы термодиффузионного генератора газовых смесей основан на смешении потоков целевого компонента и газа-разбавителя. Поток целевого компонента задается источником микропотока (ИМ), находящимся в термостате с контролируемой температурой. Поток газа-разбавителя регулируется и измеряется тепловым регулятором массового расхода газа. Заменяя источники микропотоков с различными веществами в установке, можно создавать высокостабильные газовые потоки заданной концентрации разного состава (патент RU 2219516, опубликовано 20.12.2003; патент RU 2275661, опубликовано 27.04.2006; патент RU 2284498, опубликовано 27.09.2006).The method of thermal diffusion dosing of microflows of analytes into a diluent gas stream has received the greatest application in environmental and analytical control. The principle of operation of a thermal diffusion generator of gas mixtures is based on a mixture of flows of the target component and diluent gas. The flow of the target component is set by the source of microflow (MI), located in a thermostat with a controlled temperature. The diluent gas flow is regulated and measured by the heat regulator of the gas mass flow rate. By replacing sources of microflows with various substances in the installation, it is possible to create highly stable gas flows of a given concentration of different compositions (patent RU 2219516, published December 20, 2003; patent RU 2275661, published April 27, 2006; patent RU 2284498, published September 27, 2006).

Особых преимуществ по сравнению с готовыми газовыми смесями термодиффузионные генераторы газовых смесей не имеют. Продолжительность работы источников микропотока напрямую зависит от интенсивности эксплуатации. Особенность ИМ в том, что ИМ могут применяться для нестойких и агрессивных веществ, которые не могут долго храниться в баллоне.Thermodiffusion generators of gas mixtures do not have special advantages in comparison with finished gas mixtures. The duration of the microflow sources directly depends on the intensity of operation. The peculiarity of MI is that MI can be used for unstable and aggressive substances that cannot be stored in a cylinder for a long time.

Принцип действия динамических установок с регуляторами массового расхода газа основан на смешении потоков целевого компонента и газа-разбавителя, каждый из которых измеряется и регулируется отдельным регулятором массового расхода газа. Приготовление бинарных газовых смесей осуществляется методом динамического разбавления аттестованных исходных поверочных газов (целевой газ) аттестованным газом-разбавителем (воздухом или азотом). В качестве исходных газов могут использоваться технически чистые газы или газовые смеси.The principle of operation of dynamic plants with gas mass flow controllers is based on a mixture of the target component and diluent gas flows, each of which is measured and regulated by a separate gas mass flow controller. The preparation of binary gas mixtures is carried out by the method of dynamic dilution of certified source span gases (target gas) with certified diluent gas (air or nitrogen). As source gases, technically pure gases or gas mixtures can be used.

Основные преимущества установок данного типа заключаются в простом и удобном управлении и плавном задании коэффициента разбавления в широком диапазоне, что позволяет существенно уменьшить количество необходимых баллонов с целевым газом.The main advantages of this type of plant are its simple and convenient control and smooth setting of the dilution coefficient in a wide range, which can significantly reduce the number of required cylinders with the target gas.

Известно устройство для приготовления поверочных газовых смесей (патент RU 2208783, опубликовано 20.07.2003), содержащее источник поверочного газа или смеси газов в виде баллона высокого давления, смеситель газов и систему разбавления газовой смеси после смесителя дополнительным потоком газа-разбавителя. В устройстве смеситель газов выполнен в виде емкости, имеющей два канала для подвода смешиваемых газов, один из которых соединен через управляемый запорный клапан с источником поверочного газа или смеси газов, а второй канал соединен с атмосферным воздухом, канал для вывода смеси газов, который соединен с системой разбавления газовой смеси и в котором установлены детектор для контроля содержания поверочного газа и побудитель расхода, причем в устройство введен дополнительный детектор для контроля содержания поверочного газа в смесителе.A device for preparing calibration gas mixtures is known (patent RU 2208783, published July 20, 2003), containing a source of calibration gas or gas mixture in the form of a high-pressure cylinder, a gas mixer and a system for diluting the gas mixture after the mixer with an additional stream of diluent gas. In the device, the gas mixer is made in the form of a container having two channels for supplying mixed gases, one of which is connected via a controlled shut-off valve to a source of span gas or a mixture of gases, and the second channel is connected to atmospheric air, a channel for discharging a gas mixture, which is connected to a gas mixture dilution system and in which a detector is installed to control the span gas content and a flow inducer, and an additional detector is introduced into the device to monitor the span gas content in the mixer e.

В известном устройстве требуется контролировать содержание газовой смеси на выходе, что возможно при наличии детектора на конкретный газ, погрешность которого определяет точность приготовления газовой смеси. Временная нестабильность характеристик детектора влияет на точность приготавливаемой газовой смеси. В данном устройстве необходима фильтрация атмосферного воздуха, используемого в качестве газа-разбавителя. Устройство не позволяет готовить газовую смесь заданной относительной влажности.In the known device it is required to control the content of the gas mixture at the outlet, which is possible if there is a detector for a specific gas, the error of which determines the accuracy of preparation of the gas mixture. Temporary instability of the detector characteristics affects the accuracy of the prepared gas mixture. This device requires the filtration of atmospheric air used as a diluent gas. The device does not allow to prepare a gas mixture of a given relative humidity.

Однако часто для градуировки и поверки газоаналитических приборов и сенсоров (например, полупроводниковых, электрохимических) требуется увлажнять поверочную газовую смесь, для чего используют дополнительно различные виды увлажнителей газов, с помощью которых увлажняют газовую смесь, подаваемую из смесителя на тестируемое устройство, что приводит к увеличению материальных затрат и повышению себестоимости ПГС.However, often for calibration and calibration of gas analytical instruments and sensors (for example, semiconductor, electrochemical), it is necessary to moisten the calibration gas mixture, for which additional types of gas humidifiers are used to moisten the gas mixture supplied from the mixer to the device under test, which leads to an increase material costs and increase the cost of ASG.

По технической сущности из известных устройств наиболее близким к заявленному устройству является устройство для приготовления ПГС, представленное в материалах Всемирного Конгресса IMEKO по Фундаментальной и Прикладной Метрологии, а именно: Nuno J.F. Rodrigues, Paulo Gomes. GAS ANALYZERS CALIBRATION BY DYNAMIC DILUTION FOR MONITORING AIR POLLUTION AND AIR EMISSIONS // XIX IMEKO World Congress Fundamental and Applied Metrology, September 6-11, 2009, Lisbon, Portugal, p.2217-2220 (http://www.imeko2009.it.pt/Papers/FP_222.pdf). Газосмесительное устройство представляет собой динамический газовый смеситель, принцип действия которого заключается в смешении потоков исходного целевого газа и газа-разбавителя, расход которых регулируется и измеряется с помощью регуляторов массового расхода газа. Устройство содержит один или несколько каналов для подвода целевого газа в смеситель, несколько каналов для подвода газа-разбавителя в смеситель и канал для вывода газовой смеси из смесителя. В каждом канале для подвода газов в смеситель последовательно установлены регулятор массового расхода газа и электромагнитный клапан.According to the technical nature of the known devices, the closest to the claimed device is a device for the preparation of ASG, presented in the materials of the IMEKO World Congress on Fundamental and Applied Metrology, namely: Nuno J.F. Rodrigues, Paulo Gomes. GAS ANALYZERS CALIBRATION BY DYNAMIC DILUTION FOR MONITORING AIR POLLUTION AND AIR EMISSIONS // XIX IMEKO World Congress Fundamental and Applied Metrology, September 6-11, 2009, Lisbon, Portugal, p. 217-2220 (http://www.imeko2009.it .pt / Papers / FP_222.pdf). The gas mixing device is a dynamic gas mixer, the principle of which is to mix the streams of the target gas and diluent gas, the flow rate of which is regulated and measured using gas mass flow regulators. The device contains one or more channels for supplying the target gas to the mixer, several channels for supplying diluent gas to the mixer, and a channel for discharging the gas mixture from the mixer. In each channel for supplying gases to the mixer, a gas mass flow regulator and an electromagnetic valve are installed in series.

Использование в составе известного устройства регуляторов массового расхода газа позволяет получать газовые смеси в широком диапазоне концентраций, что увеличивает возможности применения устройства. Недостатком данного устройства является невозможность приготовления газовых смесей с заданными параметрами влажности, а также повышенная себестоимость ПГС, подаваемых на тестируемое устройство, обусловленная материальными затратами на дополнительную установку увлажнителя для газовых смесей.The use of mass flow rate controllers as part of a known device allows gas mixtures to be obtained in a wide range of concentrations, which increases the possibilities of using the device. The disadvantage of this device is the impossibility of preparing gas mixtures with specified humidity parameters, as well as the increased cost of ASG supplied to the device under test, due to material costs for the additional installation of a humidifier for gas mixtures.

Указанное устройство для приготовления поверочных газовых смесей принимается за прототип.The specified device for the preparation of calibration gas mixtures is taken as a prototype.

Неоспоримым удобством для пользователей является возможность одновременного получения газовых смесей заданной концентрации и влажности. Однако в существующих системах до сих пор не решена задача по обеспечению возможности получения и увлажнения поверочных газовых смесей в одном устройстве.An undeniable convenience for users is the ability to simultaneously obtain gas mixtures of a given concentration and humidity. However, the existing systems still have not solved the problem of ensuring the possibility of obtaining and humidifying calibration gas mixtures in one device.

Цель изобретения - получение влажных поверочных газовых смесей в широком диапазоне концентраций и относительной влажности, а также снижение себестоимости ПГС, подаваемых на тестируемое устройство, в случае необходимости приготовления влажных поверочных газовых смесей.The purpose of the invention is the production of wet calibration gas mixtures in a wide range of concentrations and relative humidity, as well as reducing the cost of ASG supplied to the device under test, if necessary, preparation of wet calibration gas mixtures.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме, содержащем смеситель газов, по меньшей мере, один канал для подвода целевого газа в смеситель газов, по меньшей мере, два канала для подвода газа-разбавителя в смеситель газов и канал для вывода газовой смеси из смесителя газов, где в каждом канале для подвода газа в смеситель газов последовательно установлены регулятор массового расхода газа и электромагнитный клапан, по меньшей мере, в одном канале для подвода газа-разбавителя в смеситель газов установлены увлажнитель газа и дополнительный электромагнитный клапан, причем выход регулятора расхода газа данного канала соединен через электромагнитный клапан с входом увлажнителя газа, выход которого соединен с дополнительным электромагнитным клапаном.This goal is achieved in that in a device for the preparation of calibration gas mixtures in a dynamic mode containing a gas mixer, at least one channel for supplying the target gas to the gas mixer, at least two channels for supplying diluent gas to the gas mixer and a channel for withdrawing the gas mixture from the gas mixer, where in each channel for supplying gas to the gas mixer, a mass flow rate controller and an electromagnetic valve are sequentially installed in at least one channel for supplying gas In the gas mixer, a gas humidifier and an additional electromagnetic valve are installed, and the output of the gas flow regulator of this channel is connected through an electromagnetic valve to the inlet of the gas humidifier, the output of which is connected to the additional electromagnetic valve.

Установка увлажнителя газа, по меньшей мере, в одном из каналов для подвода газа-разбавителя в смеситель газов позволяет создать на выходе данного канала 100% относительную влажность газа-разбавителя. Требуемая относительная влажность получаемой в смесителе газов поверочной газовой смеси создается путем смешивания сухого газа-разбавителя, влажного газа-разбавителя и сухого целевого газа. С помощью автоматически переключаемых электромагнитных клапанов, в том числе дополнительного электромагнитного клапана в канале подачи влажного газа-разбавителя, и выбора режимов работы регуляторов массового расхода газа обеспечивается приготовление поверочной газовой смеси не только с широким диапазоном по концентрации, но и одновременно с широким диапазоном по относительной влажности.Installing a gas humidifier in at least one of the channels for supplying diluent gas to the gas mixer allows creating at the outlet of this channel 100% relative humidity of the diluent gas. The required relative humidity of the calibration gas mixture obtained in the gas mixer is created by mixing dry diluent gas, wet diluent gas and dry target gas. Using automatically switched solenoid valves, including an additional solenoid valve in the feed channel of the wet diluent gas, and the choice of the operating modes of the gas mass flow controllers, it is possible to prepare a calibration gas mixture not only with a wide range in concentration, but also with a wide range in relative humidity.

Установка увлажнителя газа, по меньшей мере, в одном из каналов для подвода газа-разбавителя в смеситель газов исключает задачу дополнительного приобретения и установки различных устройств для увлажнения полученных поверочных газовых смесей, в случае необходимости приготовления влажных ПГС, уменьшает материальные затраты и снижает себестоимость ПГС, подаваемых на тестируемое устройство.Installing a gas humidifier in at least one of the channels for supplying diluent gas to the gas mixer eliminates the need for additional acquisition and installation of various devices for humidifying the resulting calibration gas mixtures, if necessary, preparing wet ASGs, reduces material costs and reduces the cost of ASGs, served on the device under test.

Выявленный отличительный признак в предложенной совокупности не встречался в ранее известных технических решениях, обеспечивает достижение поставленной цели и может быть квалифицирован как существенное отличие.The identified distinctive feature in the proposed combination was not found in previously known technical solutions, ensures the achievement of the goal, and can be qualified as a significant difference.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Фиг.1 - структурная схема устройства для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме, содержащая три канала для подачи смешиваемых газов;Figure 1 - structural diagram of a device for the preparation of calibration gas mixtures in a dynamic mode, containing three channels for supplying mixed gases;

Фиг.2 - структурная схема устройства для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме, содержащая семь каналов для подачи смешиваемых газов.Figure 2 - structural diagram of a device for the preparation of calibration gas mixtures in a dynamic mode, containing seven channels for supplying mixed gases.

Предлагаемое устройство для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме (фиг.1) содержит смеситель газов 1, канал 2 для подвода целевого газа в смеситель газов 1 от источника целевого газа, два канала 3 для подвода газа-разбавителя в смеситель газов 1 от источника газа-разбавителя и канал 4 для вывода приготовленной газовой смеси из смесителя газов 1. В каждом канале для подвода газов в смеситель газов 1 последовательно установлены регулятор массового расхода газа 5, предназначенный для регулирования и измерения расхода подаваемого газа, и автоматически переключаемый электромагнитный клапан 6. В одном из каналов 3 для подачи газа-разбавителя между регулятором расхода газа 5 и смесителем газов 1 установлены увлажнитель газа 7 и дополнительный автоматически переключаемый электромагнитный клапан 6, причем выход регулятора расхода газа 5 данного канала 3 для подвода увлажненного газа-разбавителя в смеситель газов 1 соединен через автоматический электромагнитный клапан 6 с входом увлажнителя газа 7, выход которого соединен с дополнительным автоматическим электромагнитным клапаном 6. Увлажнитель газа 7 представляет собой увлажняющий картридж (влажный песчаный фильтр), при прохождении через который необходимой части потока газа-разбавителя, на выходе устройства формируется поверочная газовая смесь требуемой относительной влажности. Коммутация газовых каналов 2 и 3 к газовому смесителю 1 производится автоматическими электромагнитными клапанами 6. Ручные вентили 8, расположенные на входах газовых каналов 2 и 3, предназначены для направления в соответствующие каналы целевого газа от источника целевого газа и газа-разбавителя от источника газа-разбавителя, а также для очистки газовых каналов при смене целевого газа.The proposed device for the preparation of calibration gas mixtures in dynamic mode (figure 1) contains a gas mixer 1, channel 2 for supplying the target gas to the gas mixer 1 from the source of the target gas, two channels 3 for supplying diluent gas to the gas mixer 1 from the gas source -the diluent and channel 4 for withdrawing the prepared gas mixture from the gas mixer 1. In each channel for supplying gases to the gas mixer 1, a mass gas flow regulator 5 is sequentially installed for controlling and measuring the flow rate gas and automatically switched solenoid valve 6. In one of the channels 3 for supplying diluent gas between the gas flow regulator 5 and gas mixer 1, a gas humidifier 7 and an additional automatically switched electromagnetic valve 6 are installed, and the output of the gas flow regulator 5 of this channel 3 for supplying humidified diluent gas to the gas mixer 1 is connected through an automatic solenoid valve 6 to the inlet of the gas humidifier 7, the output of which is connected to an additional automatic electro agnitnym valve 6. The gas humidifier 7 is a humidifying cartridge (wet sand filter) during the passage through which the necessary part of the diluent gas stream is generated at the output verification gas mixture the desired relative humidity. Switching of gas channels 2 and 3 to the gas mixer 1 is done by automatic electromagnetic valves 6. Manual valves 8 located at the inlets of gas channels 2 and 3 are designed to direct the target gas from the target gas source and diluent gas from the diluent gas source , as well as for cleaning gas channels when changing the target gas.

Для получения большего разнообразия газовых смесей с различной концентрацией и относительной влажностью для поверки широкой номенклатуры газоанализаторов, газосигнализаторов и сенсоров, как один из вариантов исполнения, возможен вариант устройства для приготовления ПГС с семью каналами для подачи смешиваемых газов (фиг.2). В данном исполнении устройство содержит смеситель газов 1, три канала 2 для подачи целевого газа, четыре канала 3 для подачи газа-разбавителя в смеситель газов 1 и канал 4 для вывода приготовленной газовой смеси из смесителя газов 1. В каждом из каналов 2 и 3 для подачи смешиваемых газов также последовательно установлены регулятор массового расхода газа 5 и автоматически переключаемый электромагнитный клапан 6. В двух каналах 3 для подачи газа-разбавителя между регулятором расхода газа 5 и газовым смесителем 1 последовательно установлены увлажнитель газа 7 и дополнительный электромагнитный клапан 6. На входах газовых каналов 2 и 3 расположены ручные вентили 8, предназначенные для направления в соответствующие каналы целевого газа и газа-разбавителя, а также для очистки газовых каналов при смене целевого газа. Применение большего количества каналов 2 и 3 для подачи газов, с установленными в них регуляторами расхода газа 5, позволяет обеспечить на выходе устройства приготовление ПГС с более широкими параметрами по концентрации и расходу, а также увеличить диапазон относительной влажности ПГС при больших расходах смешиваемых газов за счет использования двух увлажнителей газа 7.To obtain a wider variety of gas mixtures with different concentrations and relative humidity for verifying a wide range of gas analyzers, gas detectors and sensors, as one of the versions, a variant of the device for preparing ASG with seven channels for supplying mixed gases is possible (Fig. 2). In this embodiment, the device comprises a gas mixer 1, three channels 2 for supplying the target gas, four channels 3 for supplying diluent gas to the gas mixer 1 and channel 4 for outputting the prepared gas mixture from the gas mixer 1. In each of the channels 2 and 3 for the mixed gas supply is also sequentially equipped with a gas mass flow regulator 5 and an automatically switched solenoid valve 6. In two channels 3 for supplying a diluent gas between the gas flow regulator 5 and the gas mixer 1, a humidifier is installed in series rer gas 7 and the additional solenoid valve 6. At the input of gas channels 2 and 3 are arranged manual valves 8 for guiding to the respective target gas feeds and a diluent gas, as well as for the purification of gas channels by changing the target gas. The use of a larger number of channels 2 and 3 for gas supply, with gas flow controllers 5 installed in them, makes it possible to prepare ASGs with wider concentration and flow rate parameters at the device output, as well as increase the range of ASGs relative humidity at high flows of mixed gases due to use of two gas humidifiers 7.

Предложенное устройство конструктивно выполнено в виде отдельного настольного блока, в котором производится размещение всех компонентов устройства и их коммутация.The proposed device is structurally made in the form of a separate desktop unit, in which all the components of the device are placed and switched.

Устройство для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом (непрерывном) режиме работает следующим образом.A device for the preparation of calibration gas mixtures in a dynamic (continuous) mode works as follows.

Приготовление поверочных газовых смесей производят путем дозирования целевого газа с установленной объемной долей целевого компонента в чистый газ-разбавитель. При работе устройства (фиг.1) целевой газ от источника целевого газа и газ-разбавитель от источника газа-разбавителя через ручные вентили 8 направляют в соответствующий канал 2 для подвода целевого газа в смеситель газов 1 и каналы 3 для подвода газа-разбавителя в смеситель газов 1. Целевой газ и газ-разбавитель поступают в смеситель газов 1 через регуляторы массового расхода газа 5 и автоматически переключаемые электромагнитные клапаны 6 под действием перепада давлений между входом и выходом в каналах для подвода смешиваемых газов. В смесителе газов 1 полученная смесь целевого газа и газа-разбавителя приводится к однородному составу и по каналу 4 для вывода приготовленной газовой смеси подается на потребление.The preparation of calibration gas mixtures is carried out by dosing the target gas with a specified volume fraction of the target component in a pure diluent gas. When the device is operating (Fig. 1), the target gas from the source of the target gas and the diluent gas from the source of the diluent gas are sent through manual valves 8 to the corresponding channel 2 for supplying the target gas to the gas mixer 1 and channels 3 for supplying the diluent gas to the mixer gases 1. The target gas and diluent gas enter the gas mixer 1 through gas mass flow controllers 5 and automatically switched solenoid valves 6 under the action of a pressure differential between the input and output in the channels for supplying the mixed gases. In the gas mixer 1, the resulting mixture of the target gas and diluent gas is brought to a homogeneous composition and is fed to the consumption channel 4 for outputting the prepared gas mixture.

Для получения влажной газовой смеси часть газового потока газа-разбавителя направляют через канал 3 с установленным в нем увлажнителем газа 7, который создает на выходе 100% относительную влажность газа-разбавителя. Увлажнение газа основано на эффекте естественного «холодного» испарения воды (без нагревания), при котором газ-разбавитель, проходя через увлажнитель газа, насыщается влагой. Путем изменения расходов сухого и влажного газа-разбавителя задают относительную влажность приготавливаемой газовой смеси на выходе устройства. Требуемую относительную влажность газовой смеси создают путем смешивания сухого газа-разбавителя, влажного газа-разбавителя и сухого целевого газа.To obtain a wet gas mixture, part of the diluent gas gas stream is sent through channel 3 with a gas humidifier 7 installed in it, which creates at the outlet 100% relative humidity of the diluent gas. Gas humidification is based on the effect of natural “cold” evaporation of water (without heating), in which the diluent gas, passing through the gas humidifier, is saturated with moisture. By changing the flow rates of dry and wet diluent gas, the relative humidity of the prepared gas mixture is set at the outlet of the device. The required relative humidity of the gas mixture is created by mixing dry diluent gas, wet diluent gas and dry target gas.

Требуемые расходы целевого газа, сухого газа-разбавителя и влажного газа-разбавителя в каждом из каналов, задаваемые пользователем и контролируемые регуляторами массового расхода газа, формируют с помощью автоматически переключаемых электромагнитных клапанов и выбора режимов работы регуляторов массового расхода газа. Требуемые значения расходов газов по каналам и значения молярной (объемной) доли компонентов в приготавливаемой смеси задают при помощи ПЭВМ. Основу расчета состава смеси составляет материальный баланс по определяемому компоненту в дозируемом газе, сухом и влажном газе-разбавителе и полученной смеси.The required flow rates of the target gas, dry diluent gas and wet diluent gas in each channel, set by the user and controlled by gas mass flow regulators, are formed using automatically switched solenoid valves and the choice of operating modes of gas mass flow controllers. The required values of the gas flow through the channels and the values of the molar (volume) fraction of the components in the prepared mixture are set using a PC. The basis for calculating the composition of the mixture is the material balance for the determined component in the dosed gas, dry and wet diluent gas, and the resulting mixture.

Предложенное устройство имеет линейный режим работы, который предполагает соединение всех каналов сухого и влажного газа-разбавителя и целевого газа на выходе устройства. Данный режим работы обеспечивает на выходе устройства приготовление поверочной газовой смеси с широким диапазоном регулирования по концентрации, расходу и одновременно влажности, а также поддерживает заданные характеристики необходимое время для тестирования чувствительных элементов газоаналитических приборов и сенсоров.The proposed device has a linear mode of operation, which involves the connection of all channels of dry and wet gas diluent and the target gas at the outlet of the device. This mode of operation provides at the device output the preparation of a test gas mixture with a wide range of regulation in concentration, flow rate and humidity at the same time, and also maintains the required characteristics for the necessary time for testing the sensitive elements of gas analytical instruments and sensors.

Устройство обеспечивает:The device provides:

- автоматизированное приготовление газовых смесей на основе N2, CO, CO2, NO, NO2, CH4, SO2 и других газов требуемой концентрации;- automated preparation of gas mixtures based on N 2 , CO, CO 2 , NO, NO 2 , CH 4 , SO 2 and other gases of the required concentration;

- диапазон относительной влажности газовой смеси 0,10-90%.- the range of relative humidity of the gas mixture is 0.10-90%.

Заполнение увлажнителя водой не требует проведения монтажных работ. Замену увлажнителя производят при закрытии электромагнитных клапанов (основного и дополнительного) соответствующего канала подачи влажного газа-разбавителя. Очистку газовых каналов при смене целевого газа осуществляют с помощью газа-разбавителя при переключении соответствующих ручных вентилей.Filling the humidifier with water does not require installation work. The humidifier is replaced by closing the solenoid valves (primary and secondary) of the corresponding wet diluent gas feed channel. The gas channels are cleaned when changing the target gas using a diluent gas when switching the corresponding manual valves.

Работа устройства осуществляется в автоматическом режиме, управление производят с помощью персонального компьютера. Обмен информацией с ПЭВМ по интерфейсу последовательному радиальному RS 232. Программное обеспечение для удаленного управления режимами работы устройства для приготовления ПГС позволяет ускорить проведение поверки газоанализаторов за счет автоматизации расчетов параметров и процесса смешивания газов.The device operates in automatic mode, control is carried out using a personal computer. Information exchange with a personal computer via a serial radial interface RS 232. Software for remote control of the operating modes of a device for preparing ASG allows accelerating verification of gas analyzers by automating the calculation of parameters and the gas mixing process.

Аналогичным образом работает устройство для приготовления поверочных газовых смесей, содержащее семь каналов для подачи смешиваемых газов (фиг.2). Применение устройства в данном исполнении расширяет диапазон газовых смесей с различной концентрацией и относительной влажностьюSimilarly, a device for the preparation of calibration gas mixtures, containing seven channels for supplying mixed gases (figure 2). The use of the device in this design expands the range of gas mixtures with various concentrations and relative humidity

Таким образом, предложенная конструкция устройства для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме обеспечивает достижение поставленной цели, а именно:Thus, the proposed design of a device for the preparation of calibration gas mixtures in a dynamic mode ensures the achievement of the goal, namely:

- получение влажных поверочных газовых смесей в широком диапазоне концентраций и относительной влажности;- obtaining wet calibration gas mixtures in a wide range of concentrations and relative humidity;

- снижение себестоимости ПГС, подаваемых на тестируемое устройство, в случае необходимости приготовления влажных поверочных газовых смесей.- reducing the cost of ASG supplied to the device under test, if necessary, the preparation of wet calibration gas mixtures.

Claims (1)

Устройство для приготовления поверочных газовых смесей в динамическом режиме, содержащее смеситель газов, по меньшей мере, один канал для подвода целевого газа в смеситель газов, по меньшей мере, два канала для подвода газа-разбавителя в смеситель газов и канал для вывода газовой смеси из смесителя газов, при этом в каждом канале для подвода газа в смеситель газов последовательно установлены регулятор массового расхода газа и электромагнитный клапан, отличающееся тем, что, по меньшей мере, в одном канале для подвода газа-разбавителя в смеситель газов установлены увлажнитель газа и дополнительный электромагнитный клапан, причем выход регулятора расхода газа данного канала соединен через электромагнитный клапан с входом увлажнителя газа, выход которого соединен с дополнительным электромагнитным клапаном.
Figure 00000001
A device for preparing calibration gas mixtures in dynamic mode, comprising a gas mixer, at least one channel for supplying the target gas to the gas mixer, at least two channels for supplying diluent gas to the gas mixer and a channel for discharging the gas mixture from the mixer gases, while in each channel for supplying gas to the gas mixer, a gas mass flow regulator and an electromagnetic valve are sequentially installed, characterized in that at least in one channel for supplying a diluent gas in rer gas humidifier installed gas and an additional solenoid valve, wherein the channel gas flow regulator output is connected through a solenoid valve to an input gas humidifier, whose output is connected to an additional solenoid valve.
Figure 00000001
RU2011138438/05U 2011-09-19 2011-09-19 DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE RU114528U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138438/05U RU114528U1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138438/05U RU114528U1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU114528U1 true RU114528U1 (en) 2012-03-27

Family

ID=46031181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138438/05U RU114528U1 (en) 2011-09-19 2011-09-19 DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU114528U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530055C1 (en) * 2013-04-01 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Device for preparing control gas mixtures
RU2573883C2 (en) * 2014-04-01 2016-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" Apparatus for preparing multicomponent control gas mixtures
RU205240U1 (en) * 2020-05-28 2021-07-05 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации GAS MIXING STATION FOR PROPORTIONAL DYNAMIC MIXING AND GAS HUMIDIFICATION

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530055C1 (en) * 2013-04-01 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Device for preparing control gas mixtures
RU2573883C2 (en) * 2014-04-01 2016-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" Apparatus for preparing multicomponent control gas mixtures
RU205240U1 (en) * 2020-05-28 2021-07-05 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации GAS MIXING STATION FOR PROPORTIONAL DYNAMIC MIXING AND GAS HUMIDIFICATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101226128B (en) System and method for generating a gas sample of known and adjustable relative humidity
CA2640747C (en) Calibration gas delivery apparatus
CN103055732B (en) Analog flue gas mixing device based on high temperature humidity generator
CN101881761B (en) Humidity adjustable high precision closed loop gas distribution system
JP2006521707A (en) In-situ gas mixing and dilution system for delivering diluent gas at a predetermined concentration
RU114528U1 (en) DEVICE FOR PREPARING TEST GAS MIXTURES IN DYNAMIC MODE
CN107478494A (en) A kind of standard gas distribution meter
WO2019115473A1 (en) Breathing simulator and method for calibrating a gas analyzer with such a breathing simulator
CN103028332A (en) High-temperature standard humidity generation device
CN110354753A (en) Automatic dynamic gas distribution system and gas distribution method thereof
CN107051242B (en) A kind of dynamic gas distribution instrument and its air distributing method
JP2008507698A5 (en)
CN101829511A (en) The method and apparatus that is used for stable and adjustable gas humidification
CN109580880A (en) A kind of ozone multistage dynamic air-distributing and test macro for gas sensor
CN207221716U (en) A kind of dynamic air-distributing device of organic exhaust gas
RU2530055C1 (en) Device for preparing control gas mixtures
JPWO2020066308A1 (en) Gas analyzer and calibration method of gas analyzer
JP3372137B2 (en) Simulated flue gas control device
WO2008069699A3 (en) Device for metering a alkalizing reagent for a sodium analyser
Matthews et al. Interlaborafory comparison of formaldehyde emissions from particleboard underlayment in small-scale environmental chambers
TW201938477A (en) Ozone generating apparatus and ozone generating method
CN209167260U (en) Detection system used in gas detector
RU205240U1 (en) GAS MIXING STATION FOR PROPORTIONAL DYNAMIC MIXING AND GAS HUMIDIFICATION
RU92535U1 (en) GAS-DYNAMIC INSTALLATION
RU2284498C1 (en) Gas dynamic test stand