RU2310825C1 - Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers - Google Patents
Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310825C1 RU2310825C1 RU2006124877/04A RU2006124877A RU2310825C1 RU 2310825 C1 RU2310825 C1 RU 2310825C1 RU 2006124877/04 A RU2006124877/04 A RU 2006124877/04A RU 2006124877 A RU2006124877 A RU 2006124877A RU 2310825 C1 RU2310825 C1 RU 2310825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- gas
- analyzed
- concentration
- component
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам приготовления парогазовых смесей веществ в массовых единицах концентрации и может использоваться для градуировки газоанализаторов, определение концентрации которых основано преимущественно на поглощении излучений, измерении теплопроводности, теплового эффекта реакции и диффузии.The invention relates to methods for preparing gas-vapor mixtures of substances in mass concentration units and can be used for graduation of gas analyzers, the determination of the concentration of which is based mainly on the absorption of radiation, measurement of thermal conductivity, thermal effect of the reaction and diffusion.
Известен способ приготовления смеси в стеклянной емкости известного объема с магнитной мешалкой внутри, реализация которого основана на помещении в бутыль газа известной концентрации, постоянном поступлении через капилляр газа-разбавителя без анализируемого компонента в количестве, соответствующем количеству вытесняемого газа. Концентрация определяемого компонента в бутыли снижается в соответствии с экспоненциальным законом разбавления при условии полного перемешивания. (Другов Ю.С. и др. Методы анализа загрязнений воздуха. - М.: Химия, 1984 г. - 384 с., с ил. (с.119)).A known method of preparing a mixture in a glass container of known volume with a magnetic stirrer inside, the implementation of which is based on placing gas of known concentration in a bottle, constant flow of diluent gas through the capillary without the analyzed component in an amount corresponding to the amount of gas displaced. The concentration of the determined component in the bottle decreases in accordance with the exponential law of dilution, provided that it is fully mixed. (Drugov Yu.S. et al. Methods of analysis of air pollution. - M.: Chemistry, 1984 - 384 p., Sludge (p.119)).
Недостатками данного способа является значительная погрешность приготовления смеси в связи с невозможностью определения с высокой точностью степени разбавления анализируемого компонента в емкости, невозможность градуировки на парогазовых смесях, получаемых из веществ, имеющих в нормальных условиях жидкое агрегатное состояние, а так же из-за динамически изменяемой во времени концентрации данный способ неприменим для градуировки газоанализаторов с большим запаздыванием показаний.The disadvantages of this method is the significant error in the preparation of the mixture due to the inability to determine with high accuracy the degree of dilution of the analyzed component in the tank, the inability to graduate on gas-vapor mixtures obtained from substances having a liquid state of aggregation under normal conditions, and also due to dynamically changing concentration time, this method is not applicable for graduation of gas analyzers with a large delay in readings.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ приготовления смеси и градуировки газоанализаторов, основанный на статическом методе приготовления смеси в стеклянной или металлической емкости. (Я.Ваня. Анализаторы газов и жидкостей. - М.: Энергия, 1970 г. - 552 с., с ил. (с.491)).The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of preparing a mixture and calibrating gas analyzers, based on the static method of preparing a mixture in a glass or metal container. (Y. Vanya. Analyzers of gases and liquids. - M.: Energy, 1970 - 552 p., Sludge (p. 491)).
Суть способа приготовления смеси для градуировки газоанализаторов заключается в том, что в предварительно провакуумированную емкость известного объема вводят рассчитанное количество жидкости или газа, например шприцем, затем ее объем дополняют газом-разбавителем до достижения в емкости атмосферного давления. Таким образом, устанавливается заданная расчетом концентрация.The essence of the method for preparing the mixture for calibrating gas analyzers is that a calculated amount of liquid or gas is introduced into a previously evacuated container of known volume, for example with a syringe, then its volume is supplemented with a diluent gas until atmospheric pressure is reached in the vessel. Thus, the concentration specified by the calculation is established.
Перемешивание смеси в сосуде осуществляют встряхиванием стеклянных или алюминиевых шариков или применяют мешалку с ртутным затвором. Вытеснение приготовленной смеси в полость с газоанализатором производят подачей жидкости с малой упругостью паров или помещенным внутрь раздуваемым резиновым баллоном.Mixing the mixture in a vessel is carried out by shaking glass or aluminum balls or using a mixer with a mercury shutter. The displacement of the prepared mixture into the cavity with a gas analyzer is carried out by supplying a liquid with low vapor pressure or an inflated rubber balloon placed inside.
Основными недостатками этого способа является большая погрешность задания концентрации веществ, обусловленная применением расчетных формул для идеального состояния газа, малый диапазон концентраций приготавливаемых смесей в связи с невозможностью дозирования микрообъемов испаряемых веществ.The main disadvantages of this method is the large error in setting the concentration of substances, due to the use of calculation formulas for the ideal state of the gas, a small range of concentrations of the prepared mixtures due to the impossibility of dosing microvolumes of evaporated substances.
Технический результат изобретения - повышение точности приготовления парогазовой смеси в массовых единицах концентрации веществ при градуировке газоанализаторов и расширение диапазона концентраций компонентов смеси.The technical result of the invention is to increase the accuracy of preparation of a gas-vapor mixture in mass units of the concentration of substances during the calibration of gas analyzers and expand the range of concentrations of the components of the mixture.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе приготовления парогазовой смеси для градуировки газоанализаторов в массовых единицах концентрации анализируемого компонента, заключающемся во введении заданного количества анализируемого компонента в предварительно провакуумированную герметичную емкость, смешении его с газом разбавителем и вытеснении полученной смеси к градуируемому газоанализатору, согласно изобретения к герметичной емкости подключают с возможностью изолирования от нее колбу известной вместимости, которую предварительно вакуумируют и измеряют ее массу, рассчитывают величину давления, обеспечивающего достижение заданной массовой концентрации анализируемого компонента при температуре, равной температуре окружающей среды, по формулеThe specified result is achieved by the fact that in the known method of preparing a gas-vapor mixture for calibrating gas analyzers in mass units of the concentration of the analyzed component, which consists in introducing a predetermined amount of the analyzed component into a previously evacuated sealed container, mixing it with a diluent gas and displacing the resulting mixture with a calibrated gas analyzer, according to the invention to a sealed container is connected with the possibility of isolating from it a flask of known capacity, otorrhea previously evacuated and its mass was measured, calculated pressure value that ensures the achievement of a given weight concentration of the analyte at a temperature of ambient temperature, according to the formula
, ,
гдеWhere
Рп - давление, обеспечивающее достижение заданной массовой концентрации анализируемого компонента, кПа;R p - pressure, ensuring the achievement of a given mass concentration of the analyzed component, kPa;
- задаваемая массовая концентрация анализируемого компонента, г/м3; - set mass concentration of the analyzed component, g / m 3 ;
Т - температура окружающей среды, К;T is the ambient temperature, K;
М - молекулярная масса анализируемого компонента;M is the molecular weight of the analyzed component;
К - коэффициент, включающий в себя универсальную газовую постоянную и числовое значение, приводящее к необходимой размерности давления (К=8, 3·10-3 м3·кПа/К·моль),K is the coefficient, which includes the universal gas constant and a numerical value, leading to the required pressure dimension (K = 8, 3 · 10 -3 m 3 · kPa / K · mol),
вакуумируют полученный объединенный объем емкости и колбы, вводят в него анализируемый компонент до достижения расчетного давления при температуре, равной температуре окружающей среды, после чего изолируют и отсоединяют колбу от герметичной емкости, измеряют массу колбы и определяют действительное значение массовой концентрации См по формулеthe resulting combined volume of the container and the flask is evacuated, the analyzed component is introduced into it until the calculated pressure is reached at a temperature equal to the ambient temperature, after which the flask is isolated and disconnected from the sealed container, the mass of the flask is measured and the actual mass concentration C m is determined by the formula
, ,
где См - массовая концентрация анализируемого вещества, г/м3;where C m is the mass concentration of the analyte, g / m 3 ;
Мк - масса колбы с анализируемым веществом, г;M to - the mass of the flask with the analyte, g;
Мо - масса провакуумированной колбы, г;M about - the mass of the evacuated flask, g;
V - вместимость колбы, м3.V is the capacity of the flask, m 3 .
Данные отличительные признаки в совокупности с известными являются существенными для достижения технического результата, так как подключение колбы позволит задавать равные массовые концентрации вещества и в емкости, и в колбе, что позволит использовать для определения массовой концентрации в качестве эталонного - прямой статический метод (взвешивание), обладающий высокой точностью и достоверностью. Приготовление массовой концентрации газообразного вещества по его давлению в емкости позволит задавать необходимые точки диапазона концентраций, а взвешивание измерительной колбы позволит точно определить ее значение. Ввод и определение концентрации компонента с учетом давления, создаваемого внутри емкости, по сравнению только с вводом предварительно рассчитанного количества вещества позволит более точно задавать концентрацию компонента в широком диапазоне ее значений (от 2 до 2000 г/м3 в зависимости от вещества).These distinguishing features, together with the known ones, are essential for achieving a technical result, since connecting the flask will allow you to set equal mass concentrations of the substance in the container and in the flask, which will allow using the direct static method (weighting) to determine the mass concentration as a reference, possessing high accuracy and reliability. Preparation of the mass concentration of a gaseous substance by its pressure in the tank will allow you to set the necessary points in the concentration range, and weighing the measuring flask will accurately determine its value. Entering and determining the concentration of the component, taking into account the pressure created inside the tank, compared to just entering the pre-calculated amount of the substance, will allow more accurately setting the concentration of the component in a wide range of its values (from 2 to 2000 g / m 3 depending on the substance).
Способ реализуется следующим образом. Для приготовления парогазовой смеси н-пентана (C5H12 молекулярная масса М=72) с атмосферным воздухом в массовых единицах концентрации анализируемого компонента (н-пентан) 500 г/м3, необходимой при градуировке ИК-газоанализаторов (СКЗ-ПБ-01) в массовых единицах концентрации паров нефтепродуктов в воздухе, берут колбу 1 известной вместимости, равной V=1,0783·10-3 м3, вакуумируют ее и взвешивают на аналитических весах (например SARTORIUS L310 с дискретностью 0,1 мг), определяют массу, М0=218,999 грамм. Подсоединяют колбу 1 к герметичной емкости 2. Замеряют температуру окружающей среды, Т=295 К. Рассчитывают давление анализируемого компонента для получения массовой концентрации 500 г/м3 среды по формулеThe method is implemented as follows. To prepare a vapor-gas mixture of n-pentane (C 5 H 12 molecular weight M = 72) with atmospheric air in mass units of the concentration of the analyzed component (n-pentane) 500 g / m 3 , necessary for the calibration of IR gas analyzers (SKZ-PB-01 ) in mass units of the concentration of oil vapor in the air, take a flask 1 of known capacity equal to V = 1.0783 · 10 -3 m 3 , vacuum it and weigh it on an analytical balance (for example, SARTORIUS L310 with a resolution of 0.1 mg), determine the mass , M 0 = 218.999 grams. Connect flask 1 to a sealed container 2. Measure the ambient temperature, T = 295 K. Calculate the pressure of the analyzed component to obtain a mass concentration of 500 g / m 3 of the medium according to the formula
, ,
где Рп - давление анализируемого компонента, кПа;where R p - pressure of the analyzed component, kPa;
- задаваемая массовая концентрация анализируемого компонента, г/м; - set mass concentration of the analyzed component, g / m;
Т - температура окружающей среды, К;T is the ambient temperature, K;
М - молекулярная масса анализируемого компонента;M is the molecular weight of the analyzed component;
К - коэффициент, включающий в себя универсальную газовую постоянную и числовое значение, приводящее к необходимой размерности давления (К=8, 3·10-3 м3·кПа/К·моль).K is the coefficient, which includes the universal gas constant and a numerical value, leading to the required pressure dimension (K = 8, 3 · 10 -3 m 3 · kPa / K · mol).
Определив Рп=17,0 кПа, вакуумируют совмещенный объем емкости 2 и колбы 1 до величины минимального давления, создаваемого вакуумным насосом 3 (например, 2НВР-5ДМ с достигаемым вакуумом 10-5 Па). Открывая вентиль точной регулировки 4, осуществляют подачу компонента из баллона 5 до рассчитанного давления Рп, отслеживаемого по показаниям вакуумметра 6 (например, вакуумметр ВО-1227, кл. точности 0,25), при этом, контролируя и поддерживая равенство температур окружающей среды и анализируемого компонента по термометру 7 (например, термометр ртутный ТН - 0,2) в емкости 2, регулируя скорость ввода компонента, либо поместив герметичную емкость 2 в термостатируемый объем воды. Перекрывают запорный кран 8, отсоединяют колбу 1 с парами анализируемого вещества от емкости 2 и взвешивают ее на аналитических весах, определяя массу Мк=219,5287 грамм, после чего определяют истинное значение массовой концентрации См=491,2 г/м3, вычисляемое по формулеHaving determined P n = 17.0 kPa, the combined volume of the vessel 2 and flask 1 is evacuated to the minimum pressure created by the vacuum pump 3 (for example, 2НВР-5ДМ with an achievable vacuum of 10 -5 Pa). Opening the fine adjustment valve 4, the component is supplied from the cylinder 5 to the calculated pressure P p , which is monitored by the gauge 6 (for example, the VO-1227 gauge, accuracy class 0.25), while controlling and maintaining the equality of ambient temperatures and the analyzed component by thermometer 7 (for example, a mercury thermometer ТН - 0.2) in a container 2, by adjusting the input rate of the component, or by placing a sealed container 2 in a thermostatically controlled volume of water. Close the shut-off valve 8, disconnect the flask 1 with the pairs of the analyte from the container 2 and weigh it on an analytical balance, determining the mass M k = 219.5287 grams, after which the true value of the mass concentration C m = 491.2 g / m 3 is determined, calculated by the formula
, ,
гдеWhere
См - массовая концентрация анализируемого вещества, г/м3;C m - mass concentration of the analyte, g / m 3 ;
Мк - масса колбы с анализируемым веществом, г;M to - the mass of the flask with the analyte, g;
Мо - масса провакуумированной колбы, г;M about - the mass of the evacuated flask, g;
V - вместимость колбы, м3.V is the capacity of the flask, m 3 .
После определения массовой концентрации, открывая кран 9, в емкость через патрубок 10 добавляют газ-разбавитель - воздух до достижения атмосферного давления. После перемешивания за счет диффузии или с помощью механических средств (циркуляция смеси по замкнутой байпасной линии 11 с вентилятором 12) подают сжатый воздух внутрь резинового баллона 13 и вытесняют смесь через патрубок 10 к чувствительному элементу газоанализатора для задания или корректировки его показаний.After determining the mass concentration, opening the valve 9, a diluent gas, air, is added to the container through the pipe 10 until atmospheric pressure is reached. After mixing due to diffusion or by mechanical means (circulation of the mixture in a closed bypass line 11 with a fan 12), compressed air is fed into the rubber bottle 13 and the mixture is forced out through the pipe 10 to the sensitive element of the gas analyzer to set or correct its readings.
С использованием данного способа возможно приготовление широкого круга смесей из газообразных и жидких индивидуальных или сложных веществ, получая массовое значение их концентрации.Using this method, it is possible to prepare a wide range of mixtures of gaseous and liquid individual or complex substances, obtaining the mass value of their concentration.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ приготовления парогазовых смесей с заданием массовой концентрации посредством прямого взвешивания.The proposed technical solution is new, because from publicly available information there is no known method for preparing gas-vapor mixtures with the task of mass concentration by direct weighing.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы, широко распространенные в области измерительной техники.The proposed technical solution is industrially applicable, since standard equipment, devices, and materials that are widely used in the field of measurement technology can be used for its implementation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124877/04A RU2310825C1 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124877/04A RU2310825C1 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2310825C1 true RU2310825C1 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38959483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006124877/04A RU2310825C1 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2310825C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454271C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Владимир Антонович Шутиков | Method of producing gas mix |
RU2461414C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Владимир Антонович Шутиков | Method of producing gas mix |
RU2522629C1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of preparing multicomponent gas mixtures |
CN117387000A (en) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 抚顺抚运安仪救生装备有限公司 | Gas concentration detection and supplement system for premixed gas cylinder of deep diving breathing apparatus |
-
2006
- 2006-07-12 RU RU2006124877/04A patent/RU2310825C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВАНЯ. Я. Анализаторы газов и жидкостей. - М.: Энергия, 1970, с.491. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454271C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Владимир Антонович Шутиков | Method of producing gas mix |
RU2461414C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Владимир Антонович Шутиков | Method of producing gas mix |
RU2522629C1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of preparing multicomponent gas mixtures |
CN117387000A (en) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 抚顺抚运安仪救生装备有限公司 | Gas concentration detection and supplement system for premixed gas cylinder of deep diving breathing apparatus |
CN117387000B (en) * | 2023-12-13 | 2024-04-09 | 抚顺抚运安仪救生装备有限公司 | Gas concentration detection and supplement system for premixed gas cylinder of deep diving breathing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Blancett et al. | Isotherms for the He-Ar system at 50 C, 0 C and-50 C up to 700 atm | |
Wright et al. | Design and uncertainty analysis for a PVTt gas flow standard | |
RU2310825C1 (en) | Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers | |
CN108970429B (en) | Gas distribution device and gas distribution method for low-concentration standard gas | |
Cook et al. | Accurate measurement of gas solubility | |
CN117537954A (en) | Geological cold and hot table correction method | |
US10054580B2 (en) | Systems and methods for an equilibrium wet bath | |
RU2552598C1 (en) | Device for reproduction and transmission of mass concentration units of oxygen and hydrogen in liquid media | |
RU2446005C1 (en) | Method for preparation of multi-component gas mixes | |
CN113884645A (en) | Device is prepared to methane henry constant standard in experimental water | |
Hajjar et al. | Determination of the second virial coefficients of six fluorochloromethanes by a gas balance method in the range 40. deg. to 130. deg. | |
RU2522629C1 (en) | Method of preparing multicomponent gas mixtures | |
Bugge et al. | The determination of the surface area of powders by means of low‐temperature adsorption isotherms | |
RU2626021C1 (en) | Device for reproducing and transmitting mass concentration units of gases in liquid and gas media | |
RU148393U1 (en) | DEVICE FOR REPRODUCTION AND TRANSFER OF UNITS OF MASS CONCENTRATION OF OXYGEN AND HYDROGEN IN LIQUID MEDIA | |
RU2776273C1 (en) | Control leak with scale | |
RU2365948C1 (en) | Gas analyser calibration verification device | |
RU196401U1 (en) | Laboratory apparatus for determining the mass fraction of the main substance in alkali metal hydrides and carbides | |
US10852226B2 (en) | Apparatus and method for determining the moisture of a sample | |
RU2243536C1 (en) | Method of determining gas concentration in liquid | |
Waseda et al. | Density comparison measurement of silicon by pressure of flotation method | |
RU2809483C1 (en) | Method for preparing gas mixtures for calibrating gas analyzers | |
Kondo et al. | Calibration of the balloon-borne NO instrument | |
CN114295085B (en) | Double-weighing volume and density measuring method | |
RU2485487C1 (en) | Method to determine specific volume heat of combustible gas burning in bomb calorimeter and device to fill calorimetric bomb with combustible gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110713 |