SU1182332A1

SU1182332A1 - Способ определени состава газовой смеси

Info

Publication number: SU1182332A1
Application number: SU833639253A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Овчинников; Владислав Иванович Кузнецов; Владимир Дмитриевич Селезнев
Original assignee: Ovchinnikov Vladimir V; Kuznetsov Vladislav; Seleznev Vladimir D
Priority date: 1983-07-19
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1985-09-30

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включающий напуск исследуемой газовой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной, измерение максимального перепада давлени между камерами, пропорционального концентрации компонентов газовой смеси, при этом перепад давлени в начальньм момент времени ра/П/ Jif : Iff вен нулю, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей измерени за счет опред елени молекул рной массы компонентов исследуемой газовой смеси , предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительньй газ соответственно в рабочую и сравнительную камеры, измер ют врем достижени -характерных максимумов перепада давлени , соответствующих, компонентам эталонной смеси с известными-молекул рными массами, после напуска исследуемой смеси и сравниТельного газа измер ют врем достиже 5 ни максимумов перепада давлени и сл определ ют молекул рные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совпадающим во времени характерным максимумам перепада давлени эталонной газовой смеси. 00 tc СА9

Description

сог

Ar Ot Nt A

Ht

т fso

гоо r,c gjut.r Изобретение относитс к способам определени состава х азовой смеси и может найти широкое применение в тех отрасл х промьшшенности и карод ного хоз йства, -где необходимо прои водить одновременный качественный и количественный анализ состава газовых смесей. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей измереНИ .Я за счет определени молекул рно массы компонентов исследуемой газовой смеси. На фиг. 1 представлена калиброво на зависимость молекул рна масса характерное врем достижени максимума давлени , на фиг. 2 и 3 - относительное изменение перепада давлени многокомпонентной газовой сме си. Измерени производ т при реализа ции свободно-молекул рнюго (кнудсеновского ) течени газа в порах мемб раны (10d Л, где d - диаметр пор, а Л- средн длина свободного пробега газовых молекул). Поэтому дв -1жение отдельных компонент через мембрану можно считать независимым. Следовательно, врем достижени каж дого характерного максимума давлени однозначным образом зависит от молекул рной массы компонента. Аналитическое выражение изменени давлени многокомпонентной смеси в камерах устройства, реализующего данньй способ, можно записать в виде /Si Si Р-Р,.Я Pj - парциальные давлени компо нент, причем -концентраци i-го компонент -первоначальное давление смеси соотвтетственно дл эталонного газа эффективный радиус и длина пор мембраны , общее число пор объем камер-. ,6RT. /2 - теплова ско . . рость молекул i-ro компонента . Данна зависимость имеет вно выраженные максимумы, которым соответствуют характерные времена -In Si в качестве мембран используют поли дерные фильтры Объединенного института дерных исследований (г. Дубна) Din мембраны фирмы NucPepore (США). Они выгодно отличаютс от мембран других типов порами цилиндрической формы и их малой дисперсией по размерам. Предлагаемый способ осуществл етс следующим образом. Сначала определ ют характерные времена достижени максимумов давлени дл газов с известными молекул рными массами. Дл зтого предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительньй газ соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной. Выравнивают в начальный момент времени давлени в камерах. Затем измер ют величину и врем достижени характерных максимумов перепада давлени , соответствующих компонентам эталонной смейи с известными . молекул рными массами. При этом величина отдельного максимального перепада давлени между камерами пропорциональна концентрации соответствующей компоненты газовой смеси. На основе полученных данных стро т калибровочную зависимость молекул рна масса - характерное врем достижени максимума давлени (фиг.1). Перед следующим измерением камеры промывают сравнительньпч газом. После напуска исследуемой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры измер ют врем достижени максимумов перепада давлени и определ ют молекул рные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совпадающим во времени характерным максимумам перепада давлени эталонной газовой смеси . Пример 1. Получение калибровочной зависимости эталонного газа

31

m: f(T-), где m:, Т: - масса и соответствующее ей характерное врем достижени максимума давлени дл j-ro компонента. В качестве сравнительного газа использовалс Не.

Калибровка проводилась на мембра не типа дерный фильтр из полиэтилентерефталата (лавсана). Дп обеспечени кнудсеновского режима течени газа в порах мембраны, т.е. исход из соотношени lOd / , давление в капилл ре было вьйрано равным 10 торр, а мембрана имела следующие характеристики: d 200 А, п. 2,5 10 пор/см, толщина L 10 мкм и площадь F 3 см. На фиг. 1 изображена полученна калибровочна зависимость дл р да газов.

Пример 2. Анализ многокомпонентной газовой смеси Х -Х2-Х -Не при неизвестных Х, Xj, Х. На фиг. 2 можно вьщелить несколько ха823324

рактерных максимумов, которым будут соответствовать и 15 с, Cj 85 с

120 с. Исход из калибровочи

Xj N2

И,

ной кривой получим: Х

С02. При этом степень разреше 3

ни данной смеси составл ет 10% (относительна высота двух близлежащих пиков, см.фиг.3), а точность определени концентрации лежит на уровне 5%, что вполне удовлетворительно дл данного типа устройства. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет производить анализ многокомпонентных смесей, когда компоненты отличаютс по массе не менее чем в 1,5 раза.

Пр|-гменение данного способа особенно выгодно в тех област х науки и техники, где необходимо оценочное, зкспрессное и простое определение состава газовой смеси.

05

О 15

50 85 т 120 Г,с (риг. 2

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включающий напуск исследуемой газовой смеси и сравнительного газа соответственно в рабочую и сравнительную камеры, разделенные полупроницаемой пористой мембраной, измерение максимального перепада · давления между камерами, пропорционального концентрации компонентов газовой смеси, при этом перепад давления в начальный момент времени ра- вен нулю, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения за счет определения молекулярной массы компонентов исследуемой газовой смеси, предварительно напускают эталонную газовую смесь и сравнительный газ соответственно в рабочую и сравнительную камеры, измеряют время достижения характерных максимумов перепада давления, соответствующих, компонентам эталонной смеси с известными- молекулярными массами, после напуска исследуемой смеси и сравни— •тельного газа измеряют время достиже- § ния максимумов перепада давления и определяют молекулярные массы компонентов исследуемой газовой смеси по совпадающим во времени характерным максимумам перепада давления эталонной газовой смеси.

SU „„1182332