RU38945U1 - ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES - Google Patents

ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES

Info

Publication number
RU38945U1
RU38945U1 RU2004105737/20U RU2004105737U RU38945U1 RU 38945 U1 RU38945 U1 RU 38945U1 RU 2004105737/20 U RU2004105737/20 U RU 2004105737/20U RU 2004105737 U RU2004105737 U RU 2004105737U RU 38945 U1 RU38945 U1 RU 38945U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analyzer
gases
analyzer according
unit
measuring
Prior art date
Application number
RU2004105737/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.В. Кислица
В.В. Алферов
Л.В. Илясов
Э.М. Сульман
М.Г. Сульман
Ю.Ю. Косивцов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет
Priority to RU2004105737/20U priority Critical patent/RU38945U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU38945U1 publication Critical patent/RU38945U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

1. Анализатор селективного определения объемной концентрации водорода в газах, содержащий каналы для ввода и вывода газов и диффузионную ячейку, входящую в аналитический блок, состоящую из двух камер, отделенных друг от друга полимерной диффузионной мембраной, селективно пропускающей Н, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок газоснабжения, блок измерения и регистрации сигнала, образующие с аналитическим блоком блочную систему, при этом аналитический блок снабжен термокондуктометрическим детектором газов и колонкой в виде металлической трубки.2. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что металлическая трубка выполнена длиной 900-1100 мм с внутренним диаметром 3-3,5 мм.3. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что термокондуктометрический детектор содержит сравнительную и измерительную камеры, в которых размещены терморезисторы.4. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что блок газоснабжения содержит микрокомпрессор воздуха и переменные дроссели.5. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что блок измерения и регистрации сигнала содержит неравновесный электрический мост и автоматический планшетный потенциометр.1. An analyzer for the selective determination of the volume concentration of hydrogen in gases, containing channels for the input and output of gases and a diffusion cell included in the analytical unit, consisting of two chambers separated from each other by a polymer diffusion membrane, selectively passing H, characterized in that it additionally contains a gas supply unit, a unit for measuring and recording the signal, forming a block system with the analytical unit, while the analytical unit is equipped with a thermoconductometric gas detector and a column in the form trubki.2 metal. The analyzer according to claim 1, characterized in that the metal tube is made with a length of 900-1100 mm with an inner diameter of 3-3.5 mm. The analyzer according to claim 1, characterized in that the thermoconductometric detector contains comparative and measuring chambers in which the thermistors are located. The analyzer according to claim 1, characterized in that the gas supply unit contains an air microcompressor and variable chokes. The analyzer according to claim 1, characterized in that the signal measuring and recording unit comprises a nonequilibrium electric bridge and an automatic plate potentiometer.

Description

Полезная модель относится к области газового анализа, в частности к средствам контроля содержания водорода в различных газовых средах, и предназначена для использования в процессах химической технологии, горнорудной и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of gas analysis, in particular to means for controlling the hydrogen content in various gaseous media, and is intended for use in chemical technology processes, mining, and other industries.

Известен анализатор селективного определения водорода в газах (RU №2124718, кл. G 01 N 27/12, 1999 г.), который содержит корпус, каналы для ввода и вывода газов и полупроводниковый датчик, содержащий непроводящую керамическую подложку с нанесенными на нее нагревателем, контактами для измерения проводимости и чувствительным слоем, выполненный на основе In2О3, модифицированный добавками CuО (1-10 вес. %), селективно анализирующий Н2. Датчик помещен в отдельную камеру диффузионной ячейки, изолированную от камеры анализа полимерной диффузионной мембраной, селективно пропускающей Н2 и продуваемую газом, не содержащим водород.A known analyzer for the selective determination of hydrogen in gases (RU No. 2144718, class G 01 N 27/12, 1999), which contains a housing, channels for input and output of gases and a semiconductor sensor containing a non-conductive ceramic substrate coated with a heater, contacts for measuring conductivity and a sensitive layer, made on the basis of In 2 About 3 , modified with additives CuO (1-10 wt.%), selectively analyzing H 2 . The sensor is placed in a separate chamber of the diffusion cell, isolated from the analysis chamber by a polymer diffusion membrane that selectively passes H 2 and is purged with a hydrogen-free gas.

Недостатком этого анализатора является необходимость применения специального полупроводникового датчика, выполненного из дорогостоящего материала и усложняющего работу средства измерений из-за необходимости его согласования с общей измерительной схемой.The disadvantage of this analyzer is the need to use a special semiconductor sensor made of expensive material and complicating the operation of the measuring instrument due to the need for its coordination with the general measuring circuit.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей создания полезной модели является упрощение конструкции при сохранении точности и воспроизводимости результатов измерений.The task of creating a utility model is to simplify the design while maintaining the accuracy and reproducibility of the measurement results.

Поставленная задача достигается тем, что в анализаторе селективного определения объемной концентрации водорода в газах содержащем каналы для ввода и вывода газов и диффузионную ячейку, входящую в The problem is achieved in that the analyzer selectively determines the volumetric concentration of hydrogen in gases containing channels for the input and output of gases and a diffusion cell included in

аналитический блок, состоящую из двух камер, отделенных друг от друга полимерной диффузионной мембраной, селективно пропускающей Н2, согласно полезной модели он дополнительно содержит блок газоснабжения, блок измерения и регистрации сигнала, образующих с аналитическим блоком блочную систему, при этом аналитический блок снабжен термокондуктометрическим детектором газов и колонкой, в виде металлической трубки длиной 900-1100 мм с внутренним диаметром 3-3,5 мм и отрезком вакуумной трубки для ввода пробы анализируемого газа. Термокондуктометрический детектор содержит сравнительную и измерительную камеры, в которых размещены терморезисторы. Блок газоснабжения включает микрокомпрессор воздуха и переменные дроссели, а измерения и регистрации сигнала содержит неравновесный электрический мост и автоматический планшетный потенциометр.an analytical unit consisting of two chambers separated by a polymer diffusion membrane selectively passing H 2 ; according to a utility model, it further comprises a gas supply unit, a signal measuring and recording unit forming a block system with the analytical unit, while the analytical unit is equipped with a thermoconductometric detector gases and a column, in the form of a metal tube 900-1100 mm long with an inner diameter of 3-3.5 mm and a piece of vacuum tube for introducing a sample of the analyzed gas. Thermoconductivity detector contains comparative and measuring chambers in which thermistors are placed. The gas supply unit includes an air microcompressor and variable chokes, while the signal measurement and recording contains a nonequilibrium electric bridge and an automatic plate potentiometer.

Использование блочной системы, включающей блок газоснабжения, аналитический блок и блок измерения и регистрации сигнала позволяет систематизировать построение средства измерения и упростить его обслуживание. Включение в аналитический блок термокондуктометрического детектора делает возможным использование стандартных измерительных схем, а применение металлической колонки, позволяет решить задачу устранения влияния внешних возмущений на измерительный сигнал.The use of a block system including a gas supply unit, an analytical unit, and a signal measuring and recording unit makes it possible to systematize the construction of a measuring instrument and simplify its maintenance. The inclusion of a thermoconductometric detector in the analytical unit makes it possible to use standard measuring circuits, and the use of a metal column allows us to solve the problem of eliminating the influence of external disturbances on the measuring signal.

Тем самым решается задача упрощения конструкции, без применения специальных датчиков, при сохранении точности и воспроизводимости результатов измерений.This solves the problem of simplifying the design, without the use of special sensors, while maintaining the accuracy and reproducibility of the measurement results.

Перечень фигурList of figures

На рисунке изображена схема анализатора селективного определения объемной концентрации водорода в газах.The figure shows a diagram of an analyzer for the selective determination of the volume concentration of hydrogen in gases.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной моделиInformation confirming the feasibility of implementing a utility model

Анализатор содержит блок газоснабжения I, аналитический блок II и блок III измерения и регистрации сигнала.The analyzer comprises a gas supply unit I, an analytical unit II, and a signal measuring and recording unit III.

Блок газоснабжения I включает в себя микрокомпрессор 1 воздуха и переменные дроссели 2, 3, 4.The gas supply unit I includes an air micro-compressor 1 and variable chokes 2, 3, 4.

В аналитическом блоке II размещена диффузионная ячейка 5, термокондуктометрический детектор 6 газов, колонка 7 (металлическая трубка длиной 1 м с внутренним диаметром 3 мм) и отрезок вакуумной трубки 8 для ввода пробы анализируемой газовой среды. Диффузионная ячейка состоит из двух камер 9 и 10, отделенных друг от друга фторопластовой мембраной 11. Термокондуктометрический детектор 6 имеет камеры: сравнительную 12 и измерительную 13, в которых размещены терморезисторы.In the analytical unit II, there is a diffusion cell 5, a thermoconductometric gas detector 6, column 7 (a metal tube 1 m long with an inner diameter of 3 mm) and a piece of vacuum tube 8 for introducing a sample of the analyzed gas medium. The diffusion cell consists of two chambers 9 and 10, separated from each other by a fluoroplastic membrane 11. The thermoconductometric detector 6 has chambers: comparative 12 and measuring 13, in which thermistors are located.

Блок III измерения и регистрации сигнала содержит неравновесый электрический мост 14, в схему которого входят терморезисторы из камер 12 и 13, снабженный стабилизированным источником питания. Выход неравновесного моста 14 подключен к автоматическому планшетному потенциометру 15, который служит для измерения и регистрации сигнала неравновесного моста 14.Block III measuring and recording the signal contains a nonequilibrium electric bridge 14, the circuit of which includes thermistors from chambers 12 and 13, equipped with a stabilized power source. The output of the nonequilibrium bridge 14 is connected to an automatic tablet potentiometer 15, which serves to measure and record the signal of the nonequilibrium bridge 14.

Анализатор селективного определения объемной концентрации водорода в газах работает следующим образом. Перед включением анализатора в работу с помощью переменных дросселей 2, 3 и 4 регулируют расходы потоков воздуха (воздух - носитель) на выходе этих дросселей, задав им значение 2-2,5 л/час.An analyzer for the selective determination of the volumetric concentration of hydrogen in gases works as follows. Before turning on the analyzer in operation, variable flow chokes 2, 3, and 4 control the flow rates of air (air - carrier) at the output of these chokes, setting them to 2-2.5 l / h.

Включение анализатора в работу осуществляется за 30 мин до начала анализов.The analyzer is turned on 30 minutes before the start of analysis.

Перед проведением анализа с помощью резистора проводится установка нуля неравновесного моста 14. Устанавливают начальный уровень Before the analysis using a resistor, zero is set to the nonequilibrium bridge 14. Set the initial level

сигнала моста 14, который должен составлять 10-15% шкалы потенциометра 15. Отобранную шприцом строго постоянную по объему пробу анализируемого газа вводят путем прокалывания трубки 8 в потоке воздуха - носителя, протекающего через колонку 7. Эта проба транспортируется газом - носителем через колонку 7 в камеру 9 диффузионной ячейки. Когда газы, составляющие пробу, омывают мембрану 11, водород диффундирует через мембрану 11 попадает в поток воздуха -носителя, протекающего через камеру 10. Остальные компоненты, входящие в пробу газа, не проникают в камеру 10. Образовавшийся после диффузии водорода поток газа из камеры 10 поступает в измерительную камеру 13 термокондуктометрического детектора 6. В сравнительную камеру 12 этого детектора все время поступает поток чистого воздуха - носителя из дросселя 4. Неравновесный мост 14 реагирует на изменение работы терморезисторов в камерах 12 и 13 в результате появления водорода в потоке газов, поступающих в камеру 13 детектора, что вызывает сигнал детектора 6, так как теплопроводность водорода существенно больше (более, чем в 7 раз) теплопроводности воздуха, и выдает сигнал измерительной информации на автоматический планшетный потенциометр 15, на котором происходит его регистрация. При этом амплитуда (высота h) и площадь S пика пропорциональны объемной концентрациям С водорода в анализируемой газовой средеthe signal of the bridge 14, which should be 10-15% of the scale of the potentiometer 15. A sample of the analyzed gas taken by a syringe that is strictly constant in volume is injected by piercing the tube 8 in a carrier air stream flowing through column 7. This sample is transported by carrier gas through column 7 to chamber 9 of the diffusion cell. When the gases that make up the sample wash the membrane 11, hydrogen diffuses through the membrane 11 into the carrier air stream flowing through the chamber 10. The remaining components entering the gas sample do not penetrate into the chamber 10. The gas stream formed from the chamber 10 after hydrogen diffusion enters the measuring chamber 13 of the thermoconductivity detector 6. The comparative chamber 12 of this detector constantly receives a stream of clean air - carrier from the inductor 4. The nonequilibrium bridge 14 responds to changes in the operation of thermistors in the chambers x 12 and 13 as a result of the appearance of hydrogen in the gas stream entering the detector chamber 13, which causes the signal of detector 6, since the thermal conductivity of hydrogen is much greater (more than 7 times) of the thermal conductivity of air, and generates a measurement information signal to an automatic plate potentiometer 15, on which it is registered. In this case, the amplitude (height h) and the peak area S are proportional to the volume concentration of hydrogen C in the analyzed gas medium

h=КhС,h = K h C,

илиor

S=KsC,S = K s C,

где Kh - коэффициент преобразования анализатора по высоте пика Ks - коэффициент преобразования анализатора по площади пика.where K h is the analyzer conversion coefficient by peak height; K s is the analyzer conversion coefficient by peak area.

При импульсном режиме работы анализаторов предпочтительно использовать при обработке результатов площади пиков.In the pulsed mode of operation of the analyzers, it is preferable to use it when processing the results of the peak area.

Для получения количественных результатов после каждого анализа или серии анализов, выполняемых за ограниченный отрезок времени, необходимо осуществлять градуировку анализатора, последняя осуществляется путем ввода в анализатор пробы водорода, объем которой должен быть равен объему пробы анализируемой газовой среды.To obtain quantitative results after each analysis or a series of analyzes performed for a limited period of time, it is necessary to calibrate the analyzer, the latter is carried out by entering a hydrogen sample into the analyzer, the volume of which must be equal to the volume of the sample of the analyzed gas medium.

Площадь So полученного при этом сигнала:Area So of the received signal:

S0=KsC0,S 0 = K s C 0 ,

где С0 - объемные концентрации водорода в пробе (для чистого баллонного водорода, можно с достаточной точностью принять, что С0=100% об.)where C 0 is the volume concentration of hydrogen in the sample (for pure balloon hydrogen, it can be assumed with sufficient accuracy that C 0 = 100% vol.)

Из формул следует, что объемная концентрация водорода в анализируемой газовой среде может быть найдена из выражения:From the formulas it follows that the volume concentration of hydrogen in the analyzed gas medium can be found from the expression:

Данный анализатор селективного определения объемной концентрации водорода в газах выполнен в виде опытного образца.This analyzer for the selective determination of the volumetric concentration of hydrogen in gases is made in the form of a prototype.

Claims (5)

1. Анализатор селективного определения объемной концентрации водорода в газах, содержащий каналы для ввода и вывода газов и диффузионную ячейку, входящую в аналитический блок, состоящую из двух камер, отделенных друг от друга полимерной диффузионной мембраной, селективно пропускающей Н2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок газоснабжения, блок измерения и регистрации сигнала, образующие с аналитическим блоком блочную систему, при этом аналитический блок снабжен термокондуктометрическим детектором газов и колонкой в виде металлической трубки.1. An analyzer for the selective determination of the volume concentration of hydrogen in gases, containing channels for input and output of gases and a diffusion cell included in the analytical unit, consisting of two chambers separated from each other by a polymer diffusion membrane, selectively transmitting H 2 , characterized in that it additionally contains a gas supply unit, a signal measuring and recording unit, forming a block system with the analytical unit, while the analytical unit is equipped with a thermoconductometric gas detector and a column in de metal tube. 2. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что металлическая трубка выполнена длиной 900-1100 мм с внутренним диаметром 3-3,5 мм.2. The analyzer according to claim 1, characterized in that the metal tube is made with a length of 900-1100 mm with an inner diameter of 3-3.5 mm. 3. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что термокондуктометрический детектор содержит сравнительную и измерительную камеры, в которых размещены терморезисторы.3. The analyzer according to claim 1, characterized in that the thermoconductometric detector contains a comparative and measuring chambers in which the thermistors are located. 4. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что блок газоснабжения содержит микрокомпрессор воздуха и переменные дроссели.4. The analyzer according to claim 1, characterized in that the gas supply unit contains an air microcompressor and variable chokes. 5. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что блок измерения и регистрации сигнала содержит неравновесный электрический мост и автоматический планшетный потенциометр.5. The analyzer according to claim 1, characterized in that the signal measuring and recording unit comprises a nonequilibrium electric bridge and an automatic plate potentiometer.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004105737/20U 2004-03-01 2004-03-01 ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES RU38945U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004105737/20U RU38945U1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004105737/20U RU38945U1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU38945U1 true RU38945U1 (en) 2004-07-10

Family

ID=48237707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004105737/20U RU38945U1 (en) 2004-03-01 2004-03-01 ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU38945U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199840U1 (en) * 2020-05-25 2020-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Diffusion hydrogen detector
RU2761936C1 (en) * 2020-10-26 2021-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "ВЗОР" Method for determining the volume fraction of hydrogen in gases and apparatus implementing said method
RU2781412C1 (en) * 2021-12-23 2022-10-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Sensor for determining the concentration of hydrogen in a gaseous environment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199840U1 (en) * 2020-05-25 2020-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Diffusion hydrogen detector
RU2761936C1 (en) * 2020-10-26 2021-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "ВЗОР" Method for determining the volume fraction of hydrogen in gases and apparatus implementing said method
RU2781412C1 (en) * 2021-12-23 2022-10-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Sensor for determining the concentration of hydrogen in a gaseous environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3925183A (en) Gas detecting and quantitative measuring device
US6439026B2 (en) Odor measuring apparatus
CA1103053A (en) Gas concentration analysis method and systems
US3824168A (en) Gas detecting and quantitative measuring device
BáStockwell et al. Automated technique for mercury determination at sub-nanogram per litre levels in natural waters
Schelter et al. A solid electrolyte sensor for trace gas analysis
Baur et al. Novel method for the detection of short trace gas pulses with metal oxide semiconductor gas sensors
US6360584B1 (en) Devices for measuring gases with odors
SU890993A3 (en) Method of determining content of organic substances in gases
US4438203A (en) Method and apparatus for determination of lubricant stability
CN105675694B (en) The measuring system and method for flue gas composition concentration
KR100478280B1 (en) A method and apparatus for measuring ethanol vapour concentration
Kocache The measurement of oxygen on gas mixtures
RU38945U1 (en) ANALYZER OF SELECTIVE DETERMINATION OF VOLUME HYDROGEN CONCENTRATION IN GASES
CN116296620B (en) Gas path acquisition system, device and method of flue gas analyzer
JP2002350299A (en) Odor measurement method and device
CN110376324A (en) Utilize the method and gas chromatograph of flame ionization ditector measurement oxygen concentration
CN107764885B (en) Apparatus and method for measuring gas concentration
US4120659A (en) Sulfur analysis
US3426579A (en) Continuous monitor for the rapid detection of hydrogen and oxygen
US4496433A (en) Apparatus and method for determining the amount of a sample gas component
EP1099949B1 (en) Device for measuring gases with odors
JPH08254523A (en) Measuring device and method for measuring oxygen permeability of sample
RU56633U1 (en) ANALYZER OF HYDROGEN CONCENTRATION IN GAS MEDIA
Bufaroosha et al. Portable dual-channel gas analyzer for continuous monitoring of carbon dioxide in gas streams

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120302