RU2111460C1 - Diffusion source of gas microflow (variants) - Google Patents

Diffusion source of gas microflow (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2111460C1
RU2111460C1 RU97106826/28A RU97106826A RU2111460C1 RU 2111460 C1 RU2111460 C1 RU 2111460C1 RU 97106826/28 A RU97106826/28 A RU 97106826/28A RU 97106826 A RU97106826 A RU 97106826A RU 2111460 C1 RU2111460 C1 RU 2111460C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
source
capillary
permeable
microflow
Prior art date
Application number
RU97106826/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97106826A (en
Inventor
В.Г. Гуревич
Л.А. Конопелько
Original Assignee
Научно-производственное общество "Мониторинг"
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 Научно-производственное общество "Мониторинг" filed Critical Научно-производственное общество "Мониторинг"
Priority to RU97106826/28A priority Critical patent/RU2111460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111460C1 publication Critical patent/RU2111460C1/en
Publication of RU97106826A publication Critical patent/RU97106826A/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: physical and chemical methods and analysis. SUBSTANCE: microflow gas source is designed to produce microflows of gases with known microconcentration of volatile substances. Increase in specific gas permeability of walls of source diffusion assembly is obtained due to reduction of capillary thickness, increase in temperature stability of source efficiency and removal of direct contact of gas-diluent with gas-permeable surface of source diffusion assembly. To this end, diffusion assembly of source secured to gas-impermeable body of source tightly is made as stopped up capillary arranged in source body. According to the first variant, capillary is flat, its walls touch each other with their internal surfaces. According to the second one, internal surface of capillary is filled with gas-permeable material. Internal surface of capillary may have microchannels oriented along its generatrix. These channels reduce pneumatic resistance to dosed gas flow. EFFECT: higher results of analysis. 4 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к физико-химическим методам контроля, анализа и метрологического обеспечения газоаналитической аппаратуры и может быть использовано для дозирования микропотока газа (пара) летучих веществ при приготовлении парогазовых смесей с известным содержанием анализируемого компонента. The present invention relates to physico-chemical methods for monitoring, analysis and metrological support of gas analytical equipment and can be used for dosing a microflow of gas (steam) of volatile substances in the preparation of vapor-gas mixtures with a known content of the analyzed component.

Известны диффузионные источники микропотока газа для получения парогазовых смесей (TUBULAR DEVICES) [1], действие которых основано на проникновении газа (пара) летучих веществ из сосуда с проницаемой стенкой в поток омывающего его газа-разбавителя. Известные источники микропотока имеют газопроницаемый корпус, заполненный легколетучим веществом, и уплотняющий узел для его герметизации. Known diffusion sources of gas microflow for producing gas-vapor mixtures (TUBULAR DEVICES) [1], the action of which is based on the penetration of gas (vapor) of volatile substances from a vessel with a permeable wall into the flow of the diluent gas washing it. Known sources of microflow have a gas-permeable housing filled with volatile matter, and a sealing assembly for sealing it.

Источники, как правило, заполняют жидкой фазой дозируемого вещества. После герметизации, под действием избыточного давления насыщенных паров, известное количество газообразного вещества диффундирует через газопроницаемую стенку корпуса в омывающий его поток газа-разбавителя. В результате чего образуется парогазовая смесь с известным содержанием анализируемого вещества. В качестве газопроницаемого корпуса для таких источников микропотока обычно используют фторопластовые газопроницаемые трубки, диаметр и толщина стенок которых определяются исходя из величины давления насыщенных паров (от 0,01 - 2,5 МПа). Поэтому толщина стенки должна выбираться достаточно большой (до 1,5 мм), а это, в свою очередь, приводит к снижению удельной проницаемости стенок и повышению влияния температурной зависимости на производительность источника. Кроме того, из-за сравнительно малого объема вещества в газопроницаемом корпусе (внутренний диаметр до 5 мм) срок работы таких источников микропотока невелик и составляет от нескольких месяцев до года. Sources are usually filled with the liquid phase of the dosed substance. After sealing, under the influence of an excess pressure of saturated vapors, a known amount of a gaseous substance diffuses through the gas-permeable wall of the housing into the diluent gas stream washing it. As a result, a vapor-gas mixture with a known analyte content is formed. Fluoroplastic gas-permeable tubes, the diameter and wall thickness of which are determined on the basis of the saturated vapor pressure (from 0.01 - 2.5 MPa), are usually used as a gas-permeable body for such sources of microflow. Therefore, the wall thickness should be chosen large enough (up to 1.5 mm), and this, in turn, leads to a decrease in the specific permeability of the walls and an increase in the influence of the temperature dependence on the performance of the source. In addition, due to the relatively small volume of the substance in the gas-permeable casing (internal diameter up to 5 mm), the life of such sources of microflow is short and ranges from several months to a year.

Известен также диффузионный источник микропотока газа (XLT DEVICES - extended life tubular) [2], который по совокупности существенных признаков наиболее близок предлагаемому и принят за прототип. Also known is a diffusion source of gas microflow (XLT DEVICES - extended life tubular) [2], which, by the set of essential features, is closest to the proposed one and adopted as a prototype.

Известный источник микропотока состоит из газонепроницаемого корпуса, заполненного сжиженным веществом, и герметично присоединенного к нему диффузионного узла в виде газопроницаемой трубки, длина и толщина стенки которой определяют производимость, а емкость корпуса - срок действия источника. Диаметр и толщина газопроницаемой стенки трубки диффузионного узла выбираются исходя из давления насыщенных паров вещества и определяются модулем упругости материала при растяжении (для фторопластов 300 - 2000 МПа). A known source of microflow consists of a gas-tight housing filled with a liquefied substance, and a diffusion unit tightly attached to it in the form of a gas-permeable tube, the length and wall thickness of which determine the productivity, and the capacity of the body - the duration of the source. The diameter and thickness of the gas-permeable wall of the tube of the diffusion unit are selected based on the pressure of saturated vapor of the substance and are determined by the modulus of elasticity of the material under tension (for fluoroplastics 300 - 2000 MPa).

Для аттестации источников микропотока обычно используют одну (заданную) фиксированную температуру, при которой и определяют его производительность. To certify the sources of microflow, one (set) fixed temperature is usually used, at which its performance is determined.

Известный источник микропотока газа работает следующим образом. После заполнения газонепроницаемого корпуса сжиженным веществом дозируемого газа к нему герметично присоединяется диффузионный узел, состоящий из газопроницаемой трубки с заглушкой. В результате насыщения газопроницаемых стенок парами вещества по всей их толщине в порах устанавливается перепад давления, благодаря которому устанавливается поток газообразного вещества. Действие давления газа в порах стенки усиливает деформацию растяжения, образующуюся от действия давления насыщенных паров на внутреннюю поверхность стенки, примерно в два раза, что заставляет использовать более толстые газопроницаемые стенки. A known source of gas microflow operates as follows. After filling the gas-tight housing with a liquefied substance of the dosed gas, a diffusion unit consisting of a gas-permeable tube with a plug is hermetically connected to it. As a result of saturation of the gas-permeable walls with vapor of the substance over their entire thickness, a pressure drop is established in the pores, due to which a flow of gaseous substance is established. The action of gas pressure in the pores of the wall enhances the tensile strain generated from the action of the pressure of saturated vapors on the inner surface of the wall by about two times, which forces the use of thicker gas-permeable walls.

Для получения образцовой газовой смеси источник микропотока устанавливают в термостат генератора, в котором создается заданный расход потока газа-разбавителя, омывающий источник и имеющий температуру термостатирования. To obtain an exemplary gas mixture, the microflow source is installed in a thermostat of the generator, in which a predetermined flow rate of the diluent gas stream is created, washing the source and having a thermostating temperature.

После выхода на рабочий режим, определяемый постоянным истечением известного количества паров вещества при температуре аттестации (и зависящий от толщины стенки источника) на выходе термостата генератора устанавливается стабильная газовая смесь, образующаяся в результате смешения потоков газа-разбавителя и диффундирующего через стенки источника потока газообразного вещества. Поток газа-разбавителя, непосредственно контактирующий с газопроницаемой поверхностью источника, должен иметь состав, исключающий химическое взаимодействие с газообразным веществом, а также очищен от примесей и влаги, способствующих реакциям в пограничном слое газопроницаемой стенки источника и ведущих к необратимым изменениям ее проницаемости во времени при использовании. Все это накладывает определенные ограничения на номенклатуру дозируемых веществ. After entering the operating mode, determined by the constant expiration of a known amount of vapor of the substance at the certification temperature (and depending on the thickness of the source wall), a stable gas mixture is formed at the output of the generator thermostat, which is formed as a result of mixing the diluent gas flows and the gaseous substance flow diffusing through the source walls. The flow of diluent gas directly in contact with the gas-permeable surface of the source must have a composition that excludes chemical interaction with the gaseous substance, and also be free from impurities and moisture that contribute to reactions in the boundary layer of the gas-permeable wall of the source and lead to irreversible changes in its permeability with time . All this imposes certain restrictions on the range of dosed substances.

Увеличение толщины газопроницаемой стенки, из-за большого давления насыщенных паров дозируемого вещества и низкого модуля упругости при растяжении (обычно фторопласта) приводит к уменьшению ее удельной газопроницаемости, что, в свою очередь, ведет к увеличению длины (габаритов) с целью получения заданной производительности. An increase in the thickness of the gas-permeable wall, due to the high pressure of saturated vapors of the dosed substance and the low tensile elastic modulus (usually fluoroplastic), leads to a decrease in its specific gas permeability, which, in turn, leads to an increase in length (dimensions) in order to obtain a given performance.

Сложность в поддержании заданной температуры по всей длине источника (доходящего до 300 мм) с помощью омывающего потока газа- разбавителя заключается в относительно больших расходах (≈ 1,0 дм3/мин) и малой теплопроводности как самого газа-разбавителя, так и газопроницаемой стенки. Поэтому на практике в имеющихся термостатах измеряют и поддерживают температуру источника в его средней части, что увеличивает погрешность аттестации из-за значительного разброса температур по всей его длине (доходящей до 0,2oC).The difficulty in maintaining a given temperature along the entire length of the source (reaching up to 300 mm) with the washer gas diluent flow consists in relatively high costs (≈ 1.0 dm 3 / min) and low thermal conductivity of both the diluent gas and the gas permeable wall . Therefore, in practice, the temperature of the source in its middle part is measured and maintained in existing thermostats, which increases the certification error due to the significant temperature spread over its entire length (reaching 0.2 o C).

Задачей заявляемого изобретения является создание диффузионных источников микропотока газов, обеспечивающих возможность дозирования агрессивных газов с более высокими давлениями насыщенных паров при одновременном повышении их удельной производительности и уменьшении температурной зависимости. The objective of the invention is the creation of diffusion sources of microflow of gases, providing the possibility of dosing aggressive gases with higher saturated vapor pressures while increasing their specific productivity and reducing temperature dependence.

Указанная задача может быть решена при осуществлении группы изобретений - двух вариантов источников, связанных между собой единым изобретательским замыслом. This problem can be solved by implementing a group of inventions - two options for sources connected by a single inventive concept.

По первому варианту в заявляемом диффузионном источнике микропотока, содержащем герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, в отличие от прототипа диффузионный узел выполнен в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра плоской формы, стенки которого соприкасаются своими внутренними поверхностями. According to the first embodiment, in the inventive diffusion source of the microflow containing a sealed gas-tight housing filled with dosed gas in the liquid phase and a diffusion assembly hermetically attached to the housing, in contrast to the prototype, the diffusion assembly is made in the form of a closed capillary of a flat shape placed inside the housing, the walls of which are in contact internal surfaces.

По второму варианту в заявляемом диффузионном источнике микропотока газа, содержащем герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, в отличие от прототипа диффузионный узел выполнен в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра, полость которого заполнена жестким газопроницаемым материалом. На внутренней поверхности капилляра у обоих вариантов заявляемого источника дополнительно могут быть нанесены микроканалы, ориентированные вдоль образующей внутренней поверхности капилляра. According to the second embodiment, in the inventive diffusion source of a gas microflow containing a sealed gas-tight housing filled with dosed gas in the liquid phase and a diffusion assembly hermetically attached to the housing, in contrast to the prototype, the diffusion assembly is made in the form of a sealed capillary located inside the housing, the cavity of which is filled with a rigid gas-permeable material. On the inner surface of the capillary for both variants of the claimed source, microchannels can be additionally applied, oriented along the generatrix of the inner surface of the capillary.

Такое выполнение обоих вариантов диффузионного источника микропотока газа при их осуществлении обуславливает получение следующего технического результата:
- уменьшение толщины газопроницаемых стенок диффузионного узла, что позволяет повысить удельную газопроницаемость стенок;
- обеспечение возможности использования в источниках веществ с более высокими давлениями насыщенных паров;
- создание условий компенсации изменения производительности диффузионного узла при отклонении от заданной температуры;
- исключение непосредственного контакта газа-разбавителя с газопроницаемыми поверхностями диффузионного узла;
- повышение точности поддержания температуры термостатирования источника.
This embodiment of both versions of the diffusion source of gas microflow during their implementation leads to the following technical result:
- reducing the thickness of the gas-permeable walls of the diffusion node, which allows to increase the specific gas permeability of the walls;
- ensuring the possibility of using sources of substances with higher saturated vapor pressures;
- creating conditions for compensating for changes in the performance of the diffusion node when deviating from a given temperature;
- the exclusion of direct contact of the diluent gas with the gas-permeable surfaces of the diffusion node;
- improving the accuracy of maintaining the temperature of the temperature control source.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого источника микропотока газа; на фиг. 2 изображен разрез по А-А диффузионного узла предлагаемого источника по I варианту; на фиг.3 изображен поперечный разрез предлагаемого источника по II варианту. In FIG. 1 shows the design of the proposed source of gas microflow; in FIG. 2 shows a section along aa of the diffusion unit of the proposed source according to the first embodiment; figure 3 shows a cross section of the proposed source according to the II variant.

Предлагаемый диффузионный источник микропотока газа (см. фиг.1) состоит из газонепроницаемого корпуса 1, заполненного дозируемым газом 2 и его жидкой фазой 3, в верхней части которого с помощью герметизирующего узла 4 прикреплен диффузионный узел, выполненный в виде заглушенного капилляра 5, внешняя поверхность которого находится под давлением насыщенных паров, а внутренняя имеет соосный выход 6 в герметизирующем узле 4 для сообщения с каналом тройника 7. Для поддержания заданной температуры источника на внешней поверхности корпуса 1 размещают съемную термостатируемую камеру 8. The proposed diffusion source of gas microflow (see Fig. 1) consists of a gas-tight housing 1 filled with dosing gas 2 and its liquid phase 3, in the upper part of which a diffusion unit made in the form of a plugged capillary 5 is attached using a sealing unit 4, the outer surface which is under pressure of saturated vapors, and the inner one has a coaxial outlet 6 in the sealing unit 4 for communication with the channel of the tee 7. To maintain a given temperature of the source on the outer surface of the housing 1 dissolved detachable thermostatic chamber 8.

Источник микропотока по I варианту (см. фиг. 2) имеет заглушенный капилляр 5 плоской формы, стенки которого соприкасаются своими внутренними поверхностями. The source of the microflow according to embodiment I (see FIG. 2) has a muffled capillary 5 of a flat shape, the walls of which are in contact with their internal surfaces.

Источник микропотока по II варианту (см. фиг.3) имеет заглушенный капилляр 9, полость которого заполнена жестким газопроницаемым материалом 10. The microflow source according to the second embodiment (see FIG. 3) has a plugged capillary 9, the cavity of which is filled with a rigid gas-permeable material 10.

Предлагаемый источник микропотока газа работает следующим образом. The proposed source of gas microflow is as follows.

Корпус источника 1 герметично закрепляют на тройнике 7, а на его внешней поверхности устанавливают термостатируемую камеру 8. The source housing 1 is hermetically fixed on the tee 7, and a thermostatic chamber 8 is installed on its outer surface.

В канале тройника 7 создают поток газа-разбавителя, проходящего над выходом источника 6, а в термостатируемой камере 8 устанавливают заданную температуру термостатирования. In the channel of the tee 7 create a flow of diluent gas passing above the outlet of the source 6, and in the thermostatic chamber 8 set the desired temperature thermostating.

При термостатировании внутри корпуса 1 образуется давление насыщенных паров вещества 2, соответствующее заданной температуре, в результате чего происходит насыщение газопроницаемых стенок капилляра 5 парами по всей их толщине. В порах стенок капилляра 5 устанавливается перепад давлений, создающий поток газа-загрязнителя, истекающий в направлении межстенного пространства капилляра 5, а оттуда через открытый канал 6 в поток газа-разбавителя, в результате чего на выход тройника 7 поступает газовая смесь двух потоков. When thermostating inside the housing 1, a saturated vapor pressure of the substance 2 is formed corresponding to a given temperature, as a result of which the gas-permeable walls of the capillary are saturated with 5 vapors over their entire thickness. In the pores of the walls of the capillary 5, a pressure differential is established, which creates a pollutant gas flowing out in the direction of the interstitial space of the capillary 5, and from there through an open channel 6 into the diluent gas stream, as a result of which a gas mixture of two flows enters the outlet of the tee 7.

По второму варианту дозируемый газ проходит как через газопроницаемый материал 10, так и по зазору между стенкой капилляра 9 и материалом 10. Нанесенные на внутренней поверхности капилляров 5 и 9 микроканалы, ориентированные вдоль их образующей, существенно уменьшают пневмосопротивление истекающего потока. In the second embodiment, the dosed gas passes both through the gas-permeable material 10 and through the gap between the capillary wall 9 and the material 10. Microchannels applied on the inner surface of the capillaries 5 and 9, oriented along their generatrix, significantly reduce the pneumatic resistance of the outflowing stream.

Действие давления насыщенных паров вещества на внешнюю поверхность газопроницаемых стенок препятствует усилию деформации растяжения, образующемуся от действия давления газа в порах стенок. The action of the pressure of saturated vapor of the substance on the outer surface of the gas-permeable walls prevents the tensile strain generated by the gas pressure in the pores of the walls.

Одновременно изменение направления действия усилия на газопроницаемые стенки, образующегося от давления насыщенных паров вещества, с растяжения на сжатие позволяет взаимоуравновесить силы, действующие на стенки капилляра. At the same time, a change in the direction of action of the force on the gas-permeable walls, which is formed from the pressure of the saturated vapor of the substance, from tension to compression, makes it possible to balance the forces acting on the walls of the capillary.

Так, по первому варианту (см. фиг.2) усилие сжатия одной стенки плоского капилляра 5 уравновешивается усилием сжатия другой стенки, соприкасающихся внутренними поверхностями. So, according to the first embodiment (see figure 2), the compression force of one wall of the flat capillary 5 is balanced by the compression force of the other wall in contact with the inner surfaces.

По второму варианту (см. фиг. 3) направление усилия сжатия стенок капилляра 9 уравновешивается через жесткий газопроницаемый материал 10. According to the second option (see Fig. 3), the direction of the compression force of the walls of the capillary 9 is balanced through a rigid gas-permeable material 10.

Так как предел упругой деформации материала при сжатии больше, чем при растяжении, то это позволяет в обоих вариантах значительно уменьшить толщину газопроницаемой стенки диффузионного угла и, тем самым, увеличить его удельную газопроницаемость. Since the limit of elastic deformation of the material during compression is greater than under tension, this allows both options to significantly reduce the thickness of the gas-permeable wall of the diffusion angle and, thereby, increase its specific gas permeability.

При минимальном пневмосопротивлении газовому потоку, истекающему по межстенному пространству капилляра (5 или 9), в последнем устанавливается давление паров вещества, равное давлению газа-разбавителя, а производительность источника пропорциональна физико-химическим свойствам заполненного вещества, температуре, площади газопроницаемых стенок и обратно пропорциональна их толщине. При использовании веществ с большими давлениями насыщенных веществ (H2S > 2,0 МПа, CO2 > 4,0 МПа и др.) происходит значительное сжатие газопроницаемых стенок капилляра, в результате чего его пневмосопротивление (за счет сжатия микроканалов внутренних поверхностей) истекающему потоку становится соизмеримым пневмосопротивлению газопроницаемых стенок (особенно по I варианту) и производительность источника падает. При увеличении температуры источника газопроницаемость стенок (за счет большого коэффициента линейного расширения фторопластов 25 - 5•10-5oC-1) и давление насыщенных паров вещества возрастают, что приводит к увеличению микропотока в межстенном пространстве, но одновременно за счет большего сжатия стенок увеличивается пневмосопротивление капилляра, приводящее к уменьшению этого же потока.With minimal pneumatic resistance to the gas flow flowing through the interstitial space of the capillary (5 or 9), the vapor pressure of the substance is set equal to the pressure of the diluent gas, and the source performance is proportional to the physicochemical properties of the filled substance, temperature, area of gas-permeable walls and inversely proportional to them thickness. When using substances with high pressures of saturated substances (H 2 S> 2.0 MPa, CO 2 > 4.0 MPa, etc.), the gas-permeable walls of the capillary are significantly compressed, as a result of which its pneumatic resistance (due to the compression of the microchannels of the internal surfaces) expires the flow becomes commensurate with the pneumatic resistance of the gas-permeable walls (especially in case I) and the performance of the source decreases. With increasing source temperature, the gas permeability of the walls (due to the large coefficient of linear expansion of the fluoroplastics 25 - 5 • 10 -5 o C -1 ) and the pressure of saturated vapor of the substance increase, which leads to an increase in microflow in the interwall space, but at the same time due to the greater compression of the walls it increases capillary pneumatic resistance, leading to a decrease in the same flow.

В случае снижения температуры источника все процессы происходят в обратном порядке, в результате чего предлагаемая конструкция приобретает свойство термокомпенсации производительности. In the case of a decrease in the source temperature, all processes occur in the reverse order, as a result of which the proposed design acquires the property of thermal compensation of performance.

Истечение газа в межстенное пространство капилляра и автоматически устанавливаемый зазор (за счет давления насыщенных паров по первому варианту), а также истечение через жесткий газопроницаемый материал, установленный в межстенном пространстве (по второму варианту), исключают попадание газа-разбавителя на внутреннюю газопроницаемую поверхность. The outflow of gas into the interstitial space of the capillary and the automatically set gap (due to the pressure of saturated vapors according to the first embodiment), as well as the outflow through a rigid gas-permeable material installed in the inter-wall space (according to the second embodiment), exclude the penetration of diluent gas onto the internal gas-permeable surface.

Осуществление термостатирования источника непосредственно по газонепроницаемому корпусу, а следовательно, и газопроницаемых стенок с веществом, находящимся внутри него, позволяет с большей точностью поддерживать заданную температуру, полностью исключить нагрев газа-разбавителя, не имеющего контакта с газопроницаемой поверхностью, и значительно снизить потребляемую мощность и габариты термостата. The implementation of the temperature control of the source directly through the gas-tight housing, and consequently of gas-permeable walls with the substance inside it, allows to maintain the set temperature with greater accuracy, completely eliminates the heating of diluent gas that does not come in contact with the gas-permeable surface, and significantly reduces power consumption and dimensions thermostat.

Наличие точечного выхода газообразного вещества из источника позволяет легко герметизировать его с помощью заглушки во время транспортирования и хранения, а также увеличить срок его действия. The presence of a point exit of a gaseous substance from the source makes it easy to seal it with a plug during transportation and storage, as well as increase its duration.

Использование источника по I варианту предпочтительно с газами, имеющими большое давление насыщенных паров и способствующими образованию термокомпенсирующих веществ. The use of a source according to embodiment I is preferably with gases having a high saturated vapor pressure and contributing to the formation of thermocompensating substances.

Использование источника по II варианту предпочтительно с газами, имеющими низкие давления насыщенных паров (например, органических веществ < 0,1 МПа), т. к. наличие жесткого газопроницаемого материала 10 позволяет исключить слипание внутренних поверхностей тонких (толщиной < 100 мкм) газопроницаемых стенок, позволяющих получать большие удельные производительности при "низких" температурах (≈ 20oC).The use of a source according to option II is preferably with gases having low saturated vapor pressures (for example, organic substances <0.1 MPa), since the presence of a rigid gas-permeable material 10 eliminates the sticking of internal surfaces of thin (thickness <100 μm) gas-permeable walls, allowing to obtain large specific productivity at "low" temperatures (≈ 20 o C).

По предлагаемому изобретению были изготовлены опытные образцы источников (с габаритами диаметром 8х100 мм). Так, в источнике микропотока сероводорода (при давлении насыщенных паров ≈ 2,2 МПа) с проницаемой стенкой, равной 0,2 мм, удалось получить более 50%-ной компенсации изменения производительности температуры (в интервале температур от + 15 - 30oC), а использование стенок толщиной ≤ 0,1 мм и площадью 15 мм2 позволило получить производительность > 10 мкг/мин.According to the invention, prototypes of sources (with dimensions with a diameter of 8x100 mm) were made. So, in the source of the microflow of hydrogen sulfide (at a saturated vapor pressure of ≈ 2.2 MPa) with a permeable wall of 0.2 mm, it was possible to obtain more than 50% compensation for changes in temperature performance (in the temperature range from + 15 - 30 o C) and the use of walls with a thickness of ≤ 0.1 mm and an area of 15 mm 2 allowed to obtain a productivity> 10 μg / min.

Для проверки безопасности использования источника (для H2S) была произведена проверка при относительно высоких температурах термостатирования + 40oC - разгерметизации не наблюдалось. (Обычно для таких температур требуется дополнительное армирование газопроницаемых стенок источника от разрывов перфорированным алюминиевым кожухом).To check the safety of using the source (for H 2 S), a check was carried out at relatively high temperature control temperatures + 40 o C - depressurization was not observed. (Usually, such temperatures require additional reinforcement of the gas-permeable walls of the source from tearing with a perforated aluminum casing).

В таких же по габаритам корпусах были изготовлены источники органических соединений с низкими давлениями насыщенных паров. Так, источник микропотока ацетона (давление насыщенных паров при 20oC ≈ 200 мм рт.ст.) с газопроницаемой стенкой толщиной 20 мкм и газопроницаемым материалом из пористого фторопласта Ф-4 при температуре 30oC позволил получить производительность более 20 мкг/см2• мин. В стационарных трубчатых источниках такую производительность (при значительной длине) возможно получить только при температурах термостатирования около 100oC.Sources of organic compounds with low saturated vapor pressures were manufactured in the same size enclosures. Thus, the source of the acetone microflow (saturated vapor pressure at 20 o C ≈ 200 mm Hg) with a gas-permeable wall with a thickness of 20 μm and gas-permeable material made of porous F-4 fluoroplastic at a temperature of 30 o C allowed to obtain a productivity of more than 20 μg / cm 2 • min In stationary tubular sources, such a capacity (with a considerable length) can be obtained only at thermostating temperatures of about 100 o C.

Таким образом, предлагаемый диффузионный источник микропотока газа (его варианты) позволяет получить конструкцию с более высокими метрологическими характеристиками, работающую в широком диапазоне температур и давлений насыщенных паров (от 0,001 - 10,0 МПа), уменьшить температурную зависимость производимости источника, его габариты, а также создать условия его безопасной эксплуатации. Возможность перекрытия точечного потока дозируемого вещества позволяет использовать такие источники в качестве встроенного метрологического образца в газоаналитическую аппаратуру, т.к. отпадает необходимость удаления последнего для хранения в контейнере с поглотителем. Thus, the proposed diffusion source of gas microflow (its variants) allows to obtain a design with higher metrological characteristics, operating in a wide range of temperatures and pressures of saturated vapors (from 0.001 - 10.0 MPa), to reduce the temperature dependence of the source’s productivity, its dimensions, and also create conditions for its safe operation. The possibility of blocking the point flow of the dosed substance allows the use of such sources as an integrated metrological sample in gas analysis equipment, as there is no need to remove the latter for storage in a container with an absorber.

Источники информации
1. O' Kuffe A.E., Ortman GC. Methods calibrating of gas Analysers. Analytical Chemistry, v. 38, N 6, 1966, p.760-763.
Sources of information
1. O 'Kuffe AE, Ortman GC. Methods calibrating of gas analyzers. Analytical Chemistry, v. 38, No. 6, 1966, p. 760-763.

2. VICI " Vetroncs 2991 Corvin Drive, Santa Clara, CA 95051, Phone: (408) 737-0550, Telex; 35-129 - проспект фирмы, проницаемые источники "Danacal"®2. VICI "Vetroncs 2991 Corvin Drive, Santa Clara, CA 95051, Phone: (408) 737-0550, Telex; 35-129 - company prospectus, permeable Danacal ® sources .and

Claims (4)

1. Диффузионный источник микропотока газа, содержащий герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, отличающийся тем, что диффузионный узел выполнен в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра плоской формы, стенки которого соприкасаются своими внутренними поверхностями. 1. A diffusion source of gas microflow, comprising a sealed gas-tight housing filled with dosed gas in the liquid phase and a diffusion assembly hermetically attached to the housing, characterized in that the diffusion assembly is made in the form of a blanked flat capillary placed inside the housing, the walls of which are in contact with their internal surfaces . 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности капилляра нанесены микроканалы, ориентированные вдоль ее образующей. 2. The source according to claim 1, characterized in that microchannels oriented along its generatrix are deposited on the inner surface of the capillary. 3. Диффузионный источник микропотока газа, содержащий герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, отличающийся тем, что диффузионный узел выполнен в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра, полость которого заполнена жестким газопроницаемым материалом. 3. A diffusion source of gas microflow containing a sealed gas-tight housing filled with dosed gas in the liquid phase and a diffusion assembly hermetically attached to the housing, characterized in that the diffusion assembly is made in the form of a closed capillary placed inside the housing, the cavity of which is filled with a rigid gas-permeable material. 4. Источник по п.3, отличающийся тем, что на внутренней поверхности капилляра нанесены микроканалы, ориентированные вдоль ее образующей. 4. The source according to claim 3, characterized in that microchannels oriented along its generatrix are deposited on the inner surface of the capillary.
RU97106826/28A 1997-04-22 1997-04-22 Diffusion source of gas microflow (variants) RU2111460C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97106826/28A RU2111460C1 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Diffusion source of gas microflow (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97106826/28A RU2111460C1 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Diffusion source of gas microflow (variants)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111460C1 true RU2111460C1 (en) 1998-05-20
RU97106826A RU97106826A (en) 1998-09-10

Family

ID=20192382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97106826/28A RU2111460C1 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Diffusion source of gas microflow (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111460C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677222C1 (en) * 2018-04-20 2019-01-16 Владимир Герцевич Гуревич High pressure gases micro flow sources diffusion unit
RU208870U1 (en) * 2021-09-20 2022-01-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") BAG-TYPE MICROFLOW SOURCE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VICI Metronics 2991 Corvin Drive Santa Clara, CA 95051. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677222C1 (en) * 2018-04-20 2019-01-16 Владимир Герцевич Гуревич High pressure gases micro flow sources diffusion unit
RU208870U1 (en) * 2021-09-20 2022-01-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") BAG-TYPE MICROFLOW SOURCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1103053A (en) Gas concentration analysis method and systems
Camara et al. Micro gas preconcentrator in porous silicon filled with a carbon absorbent
JPH0269636A (en) Method and device for measuring content of substance dissolved into solvent by using osmometer
Platonov et al. Methods and devices for the preparation of standard gas mixtures
Trimarco et al. Fast and sensitive method for detecting volatile species in liquids
RU2111460C1 (en) Diffusion source of gas microflow (variants)
US7399449B1 (en) Microfabricated diffusion source
US8383046B1 (en) Analyzer apparatus for measuring dissolved volatile substances and method
JPH087205B2 (en) Device for measuring reagent concentration
Almutairi et al. A Y-channel design for improving zeta potential and surface conductivity measurements using the current monitoring method
RU2677222C1 (en) High pressure gases micro flow sources diffusion unit
US3533272A (en) Preparation of gas mixtures
WO1995022747A1 (en) A method and device for gas emission
Lazik et al. A new method for membrane-based gas measurements
EP0500938B1 (en) Method and device for preparation of standard vapour-gas mixture of substance to be analyzed
US20060165561A1 (en) Apparatus and method to calibrate a gas detector
JP4397604B2 (en) Manufacturing method of micro gas collector
Bruckenstein et al. Continuous conductometric sensor for carbon dioxide
US5834772A (en) Mass spectrometer probe for measurements of gas tensions
US6133567A (en) Probe for the measurement of gas tensions
Thompson et al. A new system of refillable and uniquely identifiable diffusion tubes for dynamically generating VOC and SVOC standard atmospheres at ppm and ppb concentrations for calibration of field and laboratory measurements
SU934298A1 (en) Method of producing graduation vapour-gas mixtures
Ohira et al. In situ gas generation for micro gas analysis system
RU2154259C2 (en) Device for production of gaseous mixtures (modifications)
US7140260B2 (en) Gas flow measuring device and gas flow measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040423