RU1793349C - Переносной газоанализатор - Google Patents

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к аналитической технике, а точнее к переносным устройствам дл  анализа газов.

Известны переносные газоанализаторы , содержащие узел отбора анализируемо- г газа, фильтр, измерительную камеру с чувствительным элементом, побудитель расхода, соединенные в циркул ционный контур, а также измерительное устройство, срединенное с чувствительным элементом. J Работа этих устройств основана на непрерывной продувке анализируемого газа, измерении и индикации количественных характеристик состава анализируемого газа.

Недостатком этих устройств  вл етс  низка  надежность, обусловленна  отсутствием в них системы самоконтрол , а также низка  точность, вызванна  изменением во в|ремени метрологических характеристик сЬрбционных чувствительных элементов. i. . - - Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  переносной газоанализатор, содержащий узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с сорбцион- ным чувствительным элементом, побудитель расхода и поглотитель, соединенные в циркул ционный контур, измерительное устройство , соединенное с чувствительным элементом.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  надежность и низка  точность измерений , св занные с неконтролируемыми изменени ми во времени метрологических характеристик сорбционного чувствительного элемента.

Цель изобретени  - повышение надежности и точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном газоанализаторе, содержащем узел отбора анализируемого газа, фильтр, измерительную камеру с чувствительным

Ю CJ

со

4 Ю

элементом, побудитель расхода и поглотитель , соединенные в циркул ционный контур , измерительное устройство, соединенное с чувствительным элементом на газовой линии, между измерительной камерой и поглотителем устанавливаетс  проточна  камера с расположенным о ней нагревательным элементом, соединенным с источником электрической энергии и покрытым материалом, притермическом разложении которого в среде анализируемого газа выдел етс  определ емый компонент.

На чертеже показана схема устройства, содержащего узел 1 отбора анализируемого газа, фильтр 2, измерительную камеру 3 с чувствительным элементом 4, измерительное устройство 5, проточную камеру б с нагревательнымэлементом 7, газовыдел ющее покрытие 8. источник 9 электрической энергии, реверсивный побудитель 10 расхода и поглотитель 11,

Работа устройства осуществл етс  в трех режимах: Измерение, Подготовка, Калибровка. В режиме Измерение побудитель 10 расхода создает поток анализируемого газа с направлением по часовой стрелке по схеме. При этом анализируемый газ из пробоотборногоустройства 1 подаетс  через фильтр 2 в измерительную камеру 3 и далее по циркул ционному контуру. Измерительное устройство 5 при этом осуществл ет измерение величины информативного параметра чувствительного элемента 4, котора  пропорциональна концентрации определ емого компонента в анализируемом газе.

В режиме Подготовка побудитель 10 расхода создает противоположный по направлению поток анализируемого газа, который из пробоотборного устройства 1 попадает сначала в поглотитель 11, где задерживаетс  определ емый компонент, а затем через побудитель 10 расхода и проточную камеру 8 в измерительную камеру 3. Величина информативного параметра чув СтвйтеЯьного элеМента при этом, соответствующа  протеканию через измерительную камеру анализируемого газа, не содержащего определ емый компонент, соответствует нулевому уровню сигнала, Режим Подготовка необходим дл  коррекции нулевого уровн  сигнала при наличии дрейфа. В режиме Калибровка поток анализируемого газа тот же, что и в режиме Подго- товка. При этом от источника электрической энергии 9 к нагревателю 7 подаетс  Импульс энергии, нагреватель нагреваетс  до температуры, необходимой

; дл  частичного разложени  газовыдел ю щего вещества б и определ емый ко мпо0

5

0

5

0

5

нент. выделившийс  из последнего, с потоком чистого анализируемого газа (не содержащего анализируемого компонента) из поглотител  11 попадает в измерительную камеру 3. При этом контролируетс  величина информативного параметра чувствительного элемента.

Концентраци  определ емого компонента зависит от количества приложенной к нагревательному элементу энергии и расхода анализируемого газа и  вл етс  посто нной в каждом цикле Калибровка, Сопоставл   сигнал измерительного устройства в режиме Калибровка с заранее заданным сигналом, определ ющим работоспособность устройства, суд т о готовности или неготовности анализатора к работе в режиме Измерение, а также корректирует коэффициент преобразовани  измерительного устройства. В зависимости от условий эксплуатации газоанализатора режим Калибровка можно использовать не перед каждым циклом измерени , а, например , через каждые 5, 10, 50 или 100 циклов.

Были проведены испытани  предлагаемого устройства, в котором в качестве чувст- вительного элемента использовалс  сорбционно-кондуктометрический преобразователь . Сорбент- полимерна  пленка, селективно сорбирующа  аммиак и вещества из р да аминов. В качестве поглотител  использовалс  активированный уголь, в качестве газовыдел ющего элемента - двууглекислый аммоний .

При нагревании двууглекислый аммоний разлагаетс  по следующей реакции

NH4HC03NH3+ .C02 + H20 (1)

Так как используемый АЧЭ нечувствителен к СОз и НаО, то изменение электрического сопротивлени  сорбента в режиме Тестирование происходит только в силу воздействи  на него NHa.

По реакции (1) рассчитано количество .исходного газовыдел ющего вещества, затрачиваемого в 1 цикл тестировани . Дл  тестирующей концентрации NHa в воздухе величиной 100 мг/м и расходе анализируемого газа 20 мл/мин это количество составл ет 10 мкг/на один цикл.

Таким образом покрытие газовыдел ющего элемента массой в 1 мг обеспечивает тестирование в течение 1000 циклов.

Предлагаемый анализатор и тот же анализатор , работающий по схеме прототипа, испытывались в режиме сигнализаторов на максимальную концентрацию аммиака в воздухе. Концентраци  анализируемого компонента составл ла 500 мг/м3. Величина ( порога срабатывани  анализатора, работа

ющего по схеме прототипа на основании

результатов предварительной калибровки, устанавливалась равной 10 мВ. Параметры

те

стирующей системы составл ли: темпера-

пс

туэа нагрева 80 С, врем  нагрева 30 с, конце нтраци  определ емого компонента (определенна  предварительно опытным nvTew) 450 мг/м..

Результаты сравнительных испытаний

казаны в таблице.

Щ

Claims (1)

1. Формула изобретени  Переносной газоанализатор, содержа- чй узел отбора анализируемого газа,

   фильтр, измерительную камеру с чувствительным элементом, побудитель расхода и пс глотитель, соединенные в циркул ционный контур, измерительное устройство, со- е/именное с чувствительным элементом, Сличающийс  тем, что, с целью

   Из таблицы видно, что вследствие непосто нной чувствительности в газоанализаторе , работающем по схеме прототипа, в двух анализах из семи срабатывание не произошло . В предлагаемом же анализаторе величина порога срабатывани  перед каждым измерением корректировалась по сигналу на аммиак, выдел емому с газовыдел ющего элемента, и вследствие этого все измерени  показали превышение величины анализируемой концентрации аммиака над заданной.

   повышени  надежности и точности измерени , между измерительной камерой и погло- тителем установлено калибрующее устройство, выполненное в виде проточной камеры, в которой расположен подсоединенный к источнику питани  нагревательный элемент, покрытый термически нестойким материалом, выдел ющим при нагревании определенный компонент,