SU1265539A1 - Газоанализатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к определению концентрации газов при избирательном поглощении исследуемого компонента химреактивом-абсорбентом, может быть использовано в химической и металлургической промышленности и позвол ет повысить точность измерени  и сократить врем  анализа. Газоанализатор содержит поглотительный сосуд (ПС) 1, заполненный абсорбентом 2 с частью его в виде столбика жидкости, наход щегос  в прозрачной капилл рной трубке (КТ) 3, установленной на крышке 4 ПС 1. По одну сторону КТ 3 расположена лампа 5 накаливани , а по другую - фотоэлемент to о ел ел со

Description

6 с контактами, подключенными к фотЬэлектронной след щей системе 8 дл  фиксации уровн  жидкости в КТ 3„ Дозатор 9 газовой пробы расположен

в нижней части ПС 1 а слое инертной жидкости, снле5жен коническим поворртным вкладышем 10 с продольными и радиальными каналами,, 3 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике, конкретно - к определению концентрации газов при избирательном поглощении исследуемого компонента химическим реактивом-абсорбентом , и может быть использовано в химической, энергетической и металлургической промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и сокращение времени анализа. . На фиг. 1 показан газоанализатор, вид; на фиг. 2 - дозатор газовой пробы; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Газоанализатор состоит из поглотительного сосуда 1, полностью заполненного абсорбентом 2, причем часть его находитс  в виде столбика жидкости в прозрачной капилл рной труб-. ке 3, установленной на крышке 4 поглотительного сосуда, с одной стороны прозрачной трубки жестко закреплена лампа 5 накаливани . С противоположной стороны от нее за прозрачной трубкой находитс  фотоэлемент 6, который контактаьш 7 подключен к измерительному устройству фотоэлектронной след щей системы 8 дл  фиксации уровн  жидкости в прозрачной капилл рной .трубке. Дозатор 9 газовой пробы (фиг, 2) имеет конический поворотный вкладыш 10 с каналом 11, выход щим отверстием 12 на боковую стенку конического вкладьша. С одного торца его находитс  штуцер 13, к которому подводитс  проба газа, с противоположного торца на шпильке 14 при помощи двух гаек 15 укреплена ножка 16 колокола 17. Конический вкладыш 10 вставлен в жестко закрепленную в нижней части поглотительного сосуда 1 при помощи резьбы 18 втулку 19. Внутренн   стенка втулки 19 и внешн   поверхность конического вкладьшза 10 плотно притерты, но так, что последний может свободно вращатьс  внутри втулки, в боковой стенке втулки 19 имеетс  отверстие 20, совпадающее с окружностью вращени  отверсти  12 и диаметром, равным

5 диаметру этого отверсти . Колокол 17 в открытом положении впускного устройства прикрывает отверстие 20 и совпадающее с ним в этот момент отверстие 12. Рычаг 21, наход щийс 

0 в ограничительном пазу фланца. 22 втулки, св зан через исполнительный механизм поворота вкладьша (соленоид ) 23 (фиг. 1) с фотоэлектронной след щей системой 8. Дл  предотвра5 щени  начала реакции поглощени  в момент впуска пробы анализируемого газа в поглотительньй сосуд налита инертна  жидкость 24 с большей плотностью, чем абсорбент (например,

20 глицерин). Наклонные планки 25 служит дл  увеличени  времени нахождени  пробы анализируемого газа в . абсорбенте и обеспечени  полноты реакции . Дл  выпуска остатка газа име25 етс  выпускной клапан 26, который также св зан с фотоэлектронной след щей системой 8. Установка начального уровн  жидкости .(метка Q ) в трубке 3 осуществл етс  устройством

30 коррекции нул , состо щим из резиновой мембраны 27, скобы 28 и регулировочного винта 29, установленным в отверстии в стенке поглотительного сосуда 1.,

, Принцип работы прибора заключаетс  в следующем.

Проба анализируемого газа по штуцеру 13 дозатора газовой пробы 9, наход щегос  в открытом состо нии,

Q каналу 11 подходит к отверстию 12 и совпадающему с ним в этот момент отверстию 20, проходит через них и скапливаетс  в слое инертной жидкости 24 под колоколом 17, прикрываюj щим отверсти , образу  пузырек. Уровень абсорбента в виде столбика жидкости в прозрачной капилл рной трубке 3 повышаетс  по мере роста пузырька газа. В момент подн ти  уровн  жидкости до заданного значени  (метка с)) устанавливаемого в зависимости от того, какой газ анализируетс , фотоэлектронна  след ща  система 8 сработает, и соленоид 23 посредством рь1чага 21 поворачивает конический вкладьпп 10 относительно своей оси на 90 (фиг. 2). При этом колокол 17 так же, поворачива сь на 90 вверх, выпускает отмеренную пробу газа 1 мл, а отверстие 12, повернувшись от отверсти  20 (на фиг. 3 показано пунктиром), тем самым прекращает подачу газа в поглотительный сосуд 1. Реакци  поглощени  еще не началась, так как пузырек газа находитс  еще в инертной жидкости. Как только пузырек газа пересечет границу, раздел ющую абсор бент и инертную жидкость, реакци  избирательного поглощени  определ емого компонента газа началась. Пузырек газа проходит по наклонным планкам 25, реагирует с абсорбентом и скапливаетс  в области вьшускного клапана 26. По мере поглощени  определ емого компонента из пузырька газа уровень жидкости в прозрачной капилл рной трубке 3 понижаетс , что фиксируетс  при помощи фотоэлектронной след щей системы. Понижение уровн  абсорбента непрерьшно регистрируетс  на записывающем устройстве (не показано) . В момент окончани  реакции поглощени  понижение уровн  жидкости в прозрачной капилл рной . трубке 3 прекращаетс  (метка Ь ), и фотоэлектронна  след ща  система вырабатывает сигнал открыти  выпускного клапана 26. Как только оставша с  проба газа выходит через выпускной клапан в атмосферу, он автоматически закрываетс , а соленоид 23 посредством рычага 21 поворачива-ет конический вкладыш 10 впускного устройства вокруг -своей

О

оси на 90 в обратном направлении . При этом отверсти  12 и 20 вновь совмещаютс  и через них открываетс  доступ новой пробе газа под колокол 17, так же повернувшийс  на 90 в обратном направлении, прикрьш собой отверстие 20. Начинаетс  новый цикл. Запись наименьшего положени  уровн  жидкости в прозрачной капилл рной трубке 3 служит мерой концентрации определ емого компонента в смеси газа. В процессе эксплуажидкости в капилл рной трубке, отсутствие длительного процесса прокачки газа из-под измерительного колокола и из дозировочной бюретки в поглотительный сосуд, уменьшение вводимой пробы газа со 100 мл до 1 мл, что требует в 100 раз меньшего -расхода абсорбента, позвол ет сократить врем  анализа одной пробы газа с 2-3 мин до 10-15 с, повьш1ение точности прибора в 2 раза.

Отказ от применени  ртути в качестве затворной жидкости делает прибор безопасным в работе.

Повьш1ение точности применением капилл рной трубки дл  измерени  объема газа видно из следующих расчетов .

Чтобы при отборе пробы газа объемом 1 мл уровень абсорбента в -прозрачной капилл рной трубке подн лс  до 200 мм, выбираем диаметр ее по следующей формуле

)TD

Н V.

4

где D - диаметр прозрачной капилл рной трубки; Н - высота абсорбента в ней,

200 мм; V - объем абсорбента в ней,

2000

Определ ем требуемый диаметр капилл рной трубки 394 тации прибора возможно некоторое понижение или повышение уровн  жидкости в прозрачной капилл рной трубке 3 вследствие воздействи  внешних факторов: выплескивание через выпускной клапан вместе с газом абсорбента , повьшгенна  влажность анализируемого газа. Повернув винт устройства коррекции нул  и прогнув :резиновую мембрану 27 внутрь или наружу соответственно повышают или понижают уровень жидкости в прозрачной капилл рной трубке 3, тем самым устанавлива  начальное положение его. Предлагаемый газоанализатор имеет следующие преимущества по сравнению с известным: исключение необходимости передачи прореагировавшего газа на рассто нии и в св зи с этим - отсутствие переходных трубок, замена измерительного колокола на прозрачную капилл рную трубку, установленную на крышке поглотительного сосуда , применение фотоэлектронной сле25 д щей системы, дл  фиксации уровн  . . 3, 56 мм нтг i При использовании газоанализатора с пределом измерени  0-5% в процессе реакции поглощени  уровень будет понижатьс  на 5 мм. А изменение уровн  абсорбента в прозрачной капилл рной трубке на 2 мм будет соответствовать концентрации 1%. Известные средства измерени  мал1ых значений уровн  позвол ют измер ть с погрешностью до 0,1 мм, что состав л ет 0,05% концентрации, т.е. абсолютна  погрешность 0,05%.

Тогда относительна  погрешность составит

0,1%.,

где- л - абсолютна  погрешностьJ

0,05%. Y- относительна  погрешностьJ

Q -О - разность между началом

ГЛОКС г

и КОНЦОМ шкалы, 5 мм

Существующие газоанализаторы с пределом измерени  0-5% имеют относительную погрешность 2-2,5%.

дозатор расположен в нижней части поглотительного сосуда в слое инерт15 ной жидкости и содержит неподвижную втулку с радиальным каналом, установленный в ней конический поворотный вкладыш с продольным и радиальным каналами, колокол, укрепленный

20 на торце вкладыша и расположенный при отборе пробы над отверстием во втулке, и механизм поворота вкладыша , устройство дл  измерени  объема газа вьшолнено в виде капилл рной

25 трубки, и газоанализатор снабжен выпускЙьЫ клапаном, установленным на крьш1ке сосуда, мембраной с регулировочным винтом дл  коррекции нул , установленной в отверстии, вы30 полненном в стенке сосуда, и фотоэлектронной след щей системой дл  фиксации уровн  жидкости в капилл рной трубке,св занной с вьшускньм паном и механизмом поворота вкладьшга 39 3 о б р Форм е т е н и   у л а и Газоанализатор, включающий дозатор газовой пробы, поглотительный сосуд, заполненный абсорбентом, и устройство дл  измерени  объема газа, подсоединенное к крьшке поглотительного сосуда, отличагощийс   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и сокращени  вре10 мени анализа, поглотительный сосуд заполнен инертной жидкостью плотностью , большей плотности абсорбента.

Claims (1)

1. Формула изобретения Газоанализатор, включающий доза-у тор газовой пробы, поглотительный сосуд, заполненный абсорбентом, и устройство для измерения объема газа, подсоединенное к крышке поглотительного сосуда, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения и сокращения времени анализа, поглотительный сосуд заполнен инертной жидкостью плотностью, большей плотности абсорбента, дозатор расположен в нижней части поглотительного сосуда в слое инертной жидкости и содержит неподвижную втулку с радиальным каналом, установленный в ней конический поворотный вкладыш с продольным и радиальным каналами, колокол, укрепленный на торце вкладыша и расположенный при отборе пробы над отверстием во втулке, и механизм поворота вкладыша, устройство для измерения объема газа выполнено в виде капиллярной трубки, и газоанализатор снабжен выпускйым клапаном, установленным на крышке сосуда, мембраной с регулировочным винтом для коррекции нуля, установленной в отверстии, выполненном в стенке сосуда, и фотоэлектронной следящей системой для фиксации уровня жидкости в капиллярной трубке,связанной с выпускньм клапаном и механизмом поворота вкладыша.

   Фиг.3