SU1485117A1 - Method for analysis of gas mixtures - Google Patents
Method for analysis of gas mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- SU1485117A1 SU1485117A1 SU874283686A SU4283686A SU1485117A1 SU 1485117 A1 SU1485117 A1 SU 1485117A1 SU 874283686 A SU874283686 A SU 874283686A SU 4283686 A SU4283686 A SU 4283686A SU 1485117 A1 SU1485117 A1 SU 1485117A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sensor
- temperature
- pressure
- signal
- value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при контроле состава газовых сред, преимущественно в бароИзобретение относится к газовому анализатору и может быть использовано при контроле состава газовых сред преимущественно в барокомплексах и других обитаемых объектах акванавтики.The invention relates to gas analysis and can be used to control the composition of gaseous media, mainly in baroz.The invention relates to a gas analyzer and can be used to control the composition of gaseous media mainly in barocomplexes and other inhabited aquanawtic objects.
II
Целью изобретения является повышение точности анализа в заданных диапазонах изменения температуры и давления.The aim of the invention is to improve the accuracy of the analysis in the specified ranges of temperature and pressure.
На фиг. 1 представлены температурные зависимости выходного сигнала термокондуктометрического датчика от температуры ύ; на фиг. 2 барометрические зависимости сигнала Ц, от давления датчика Р.FIG. Figure 1 shows the temperature dependences of the output signal of the thermoconductometric sensor on temperature ύ; in fig. 2 barometric signal C, pressure sensor P.
22
комплексах и других объектах акванавтики. Цель изобретения - повышение точности при определении состава газовой смеси термокондуктометрическим методом в широком диапазоне давлений. При анализе предварительно определяют константы термокондуктометрического датчика - нормированную градуировочную характеристику и коэффициент ее нелинейности, температурную и барометрическую зависимости выходного сигнала Датчика. Синхронно с выходным сигналом датчика регистрируют сигналы датчиков температуры и давления. Определяют объемное содержание измеряемого компонента с использованием предварительно определенных констант путем преобразований. 2 ил.complexes and other objects of aquanautics. The purpose of the invention is to improve the accuracy in determining the composition of the gas mixture thermoconduction method in a wide range of pressures. In the analysis, the thermoconductometric sensor constants are pre-determined - the normalized calibration characteristic and its nonlinearity coefficient, temperature and barometric dependence of the output signal of the Sensor. Signals of temperature and pressure sensors are recorded synchronously with the sensor output signal. The volumetric content of the measured component is determined using predetermined constants by means of transformations. 2 Il.
Предварительно определяют константы термокондуктометрического датчика, с помощью которого реализуется способ. Для этого осуществляют следующие операции.Pre-determine the constants of the thermoconductometric sensor, with which the method is implemented. To do this, carry out the following operations.
Поддерживая температуру С и давление Р поверочных газовых смесей (ПГС) равными соответственно нижним значениям заданных диапазонов измерения температуры Сн и давления Рч и пропуская через сравнительные чувствительные элементы (ЧЭ) датчика эталонный газ с объемным содержанием измеряемого компонента, равным верхнему пределу измерения С8, пропускают через рабочие ЧЭ датчика последовательно набор ПГС, в которыхMaintaining temperature C and pressure P of test gas mixtures (CBC) equal respectively to the lower values of the set ranges of measuring temperature C n and pressure P h and passing the reference gas through the comparative sensitive elements (SE) of the sensor with a volume content of the measured component equal to the upper limit of the C 8 measurement , they pass through a set of ASGs through the working CEs of the sensor, in which
ЗЦ. .,,1485117 А1WZ. . ,, 1485117 A1
33
14851171485117
4four
объемное содержание измеряемого компонента С последовательно возрастает в пределах Сн < С < , где С„ - нижний предел измерения. Регистрируя на каждой из ПГС соответствующее установившееся значение сигнала, датчика и,(С), определяют нормированную градуировочную характеристику датчикаthe volumetric content of the measured component C is consistently increasing within С n <С <, where С „is the lower limit of measurement. By registering on each of the ASGs the corresponding steady-state value of the signal, sensor and, (C), determine the normalized calibration characteristic of the sensor
£(с)£ (c)
= Μθ„- Сд) и, (с,- с„) ’ = Μθ „- С d) и, (с, - с„) '
используя которую определяют, например, графоаналитически коэффициент ее нелинейности Ь по формулеusing which one determines, for example, graph-analytically, the coefficient of its nonlinearity b by the formula
10ten
1515
£(Сй) _ 2£ (C th ) _ 2
£(Сср)£ (SSR)
(О(ABOUT
2020
где С<where c <
Помещают датчик в термостат. Пропуская через рабочие ЧЭ датчика ПГС с объемным содержанием измеряемого компонента Сср при давлении Р^·, изменяют температуру датчика и ПГС в диапазоне от нижнего £„ до верхнего £в заданных пределов диапазонов изменения температуры, регистрируя при дискретных установившихся значениях температуры £ в диапазоне £ $ г. <. £в соответствующие значенияPlace the sensor in a thermostat. Passing through the working ChE sensor ASG from volumetric content of the measured component C av at a pressure P ^ ·, change the sensor temperature and ASG in the range from the lower £ "to the upper £ in predetermined limits the temperature change range by registering at discrete steady temperatures £ ranging £ $ g. <. £ to appropriate values
выходного сигнала датчика (£, (¾). ' Используя найденную температурную зависимость ϋ(£, Ссг) выходного сиг.нала датчика, определяют, например, графоаналитически значения первой и второй производных этой зависимости при температуре £н.sensor output signal (£, (¾). 'Using the temperature dependence ϋ (£, C cr ) found on the output signal of the sensor, for example, the values of the first and second derivatives of this dependence are determined graphically and analytically at a temperature £ n .
Помещают датчик в термобарокамеру. Пропуская через рабочие ЧЭ при температуре £н ПГС с объемным содержанием измеряемого компонента, равным С„, повышают ступенями в диапазоне Рн < Р < Рв давление ПГС в барокамере и, следовательно, в ампулах рабочих ЧЭ путем напуска в термобарокамеру ПГС из баллона под давлением. При каждом установившемся значении давления Р регистрируют соответствующее значение выходного сигнала датчика ΙΤ (Р, С„), после чего, используя найденную барометрическую зависимость Ц. (Р, С„) выходного сигнала датчика, определяют, например, графоаналитически значение первойPlace the sensor in a thermobaric chamber. Passing through the working cells at a temperature £ n PGS with a volumetric content of the measured component equal to С „, is increased in steps in the range Р n <Р <Р to the pressure of the PGS in the pressure chamber and, therefore, in the ampoules of the workers SE by letting in the PGS temperature chamber from the cylinder under pressure. At each steady-state value of pressure P, the corresponding value of the output signal of the sensor ΙΤ (P, C „) is recorded, after which, using the found barometric dependence C. (P, C„) of the output signal of the sensor, the value of the first is determined graphically and analytically.
2525
3535
4040
4545
5050
5555
30thirty
производной этой зависимости при давлении Р„ . Производя далее аналогичные операции при пропускании через рабочие ЧЭ ПГС с содержанием измеряемого компонента, равным Се, определяют значение первой производной зависимости II (Р, Св) при давлении Р„ .derivative of this dependence at pressure P „. Making further similar operations when passing through the work stations with the content of the measured component equal to С е , determine the value of the first derivative of dependence II (Р, С в ) at pressure Р „.
Пропускают через рабочие ЧЭ датчика анализируемый газ, а через сравнительные ЧЭ - эталонный газ. с объемным содержанием измеряемого, компонента, равным верхнему пределу измерения Св, и синхронно с выходным сигналом термокондуктометрического датчика регистрируют сигналы датчика температуры 11^ и датчика давления Пр. Сигналы этих датчиков имеют линейные характеристики и могут быть использованы для дальнейшей коррекции сигнала II, .The analyte gas is passed through the working sensors of the sensor, and through the reference ones the reference gas. with a volumetric content of the measured component equal to the upper limit of the measurement of C in , and synchronously with the output signal of the thermoconductometric sensor, the signals of the temperature sensor 11 ^ and the pressure sensor are recorded. The signals of these sensors have linear characteristics and can be used to further correct signal II,.
Определяют объемное содержание измеряемого компонента, производя, например, с помощью микроЭВМ. следующие операции с сигналами и , П4 и 1!р с использованием предварительно определенных констант:The volumetric content of the measured component is determined by, for example, using a microcomputer. the following operations with signals and, P 4 and 1! p using predefined constants:
вводят в выходной сигнал термокоНДуктометрического датчика и, коррекцию по температуре путем преобразования .enter into the output signal of the thermoconductor sensor and temperature correction by conversion.
МАКСMAX
Г( ι-ΣΰΓ7ϋ": G ( ι-ΣΰΓ7ϋ " :
+ 0,5/3(¾+ 0.5 / 3 (¾
(2)(2)
где χτ'*14'*- - максимальный выходнойwhere χτ '* 14 ' * - is the maximum output
сигнал термокондуктометрического датчика, соответствующий пропусканию через рабочие ЧЭ анализируемого газа с объемным содержанием измеряемого компонента Си при температуре £н и давлении Рм;the signal of the thermoconductometric sensor, corresponding to the transmission through the working CEs of the analyzed gas with a volumetric content of the measured component C and at a temperature £ n and pressure P m ;
_ максимальный сигнал датчика температуры, соответствующий температуре ц;_ maximum temperature sensor signal corresponding to the temperature q;
вводят сигнал Р, коррекцию по давлению путем следующего преобразованияenter the signal P, the pressure correction by the following conversion
г,+ ^-с-(гн-гв)и( МАКС g, + ^ -c- (g n -g in ) and ( MAX
где ир - максимальный сигнал датчика давления, соответствующий давлению Рв ;where and p - the maximum signal of the pressure sensor corresponding to the pressure P in ;
производят линеаризацию сигнала Г2 следующим преобразованием:produce a linearization of the signal G 2 the following conversion:
(4)(four)
инвертируют сигнал Р3 с помощью преобразования = 1 - Р3 ; (5)invert the signal P 3 with the transformation = 1 - P 3 ; (five)
вычисляют объемное содержание измеряемого компонента в процентах по формулеcalculate the volumetric content of the measured component in percent by the formula
С = (Се- СН)Р4 + С„. (6)С = (С е - С Н ) Р 4 + С „. (6)
Пример, Способ опробован при разработке газоанализатора ге- 15 лия, имеющего два диапазона измерения 0-100% Не и 80-100% Не и предназначенного для анализа бинарных гелиево-кислородных газовых смесей в следующих условиях:An example, The method was tested in the development of a helium gas analyzer having two measuring ranges of 0-100% He and 80-100% He and intended for analyzing binary helium-oxygen gas mixtures under the following conditions:
Ср = 100 % Не; ϋβ = 50°С; Рв = 10 МПа;C p = 100% He; ϋ β = 50 ° C; P in = 10 MPa;
Сй = 0 % Не; Сн= 0°С; Р = 0 МПа,C th = 0% He; C n = 0 ° C; P = 0 MPa,
(7)(7)
Предварительно определяют кон- 25 станты термокондуктометрического датчика, сравнительные ЧЭ которого 'заполнены чистым гелием. Мост датчика запитывается стабилизированным напряжением постоянного тока. Выходной сигнал измеряется цифровым вольтметром класса 0,15, Измерение температуры с точностью 0,5% производят с помощью платинового термо- . метра сопротивления, установленного на металлическом корпусе датчика. Сопротивление как функция температуры измеряется цифровым вольтметром класса 0,1, Пропускаемые через датчик гелиево-кислородные ПГС имеют метрологическую ^точность аттестации +0,15% объемной доли. Определяют нормированную градуировочную характеристику датчика, нормировка которой осуществляется путем отнесения текущих значений выходного напряжения датчика II, к максимальному значению и,МАкС, определяемому при Снс = 0% (чистый кислород); С = =Pre-determine the constants of the thermoconductometric sensor, the comparative SE of which 'are filled with pure helium. The sensor bridge is supplied with stabilized DC voltage. The output signal is measured with a digital voltmeter of class 0.15. Temperature measurement with an accuracy of 0.5% is performed using a platinum thermo-. resistance meter mounted on the metal housing of the sensor. Resistance as a function of temperature is measured by a digital voltmeter of class 0.1. The helium-oxygen CBC passed through the sensor has a metrological ^ accuracy of certification + 0.15% of the volume fraction. Determine the normalized calibration characteristic of the sensor, the normalization of which is carried out by assigning the current values of the output voltage of the sensor II, to the maximum value and, MAX , determined at C ns = 0% (pure oxygen); C = =
= 0°С; <Р = Рн = 0 МПа (атмосферное давление). Найденное по формуле (1) значение коэффициента нелинейности Ь равно 0,13.= 0 ° C; <P = P n = 0 MPa (atmospheric pressure). The value of the nonlinearity coefficient b found by formula (1) is 0.13.
Исследование зависимости выходного сигнала от температуры и давления проводят следующим образом.The study of the dependence of the output signal on temperature and pressure is carried out as follows.
Датчик помещают в камеру высокого давления, которая устанавливается в климатическую камеру. Давление вThe sensor is placed in a high-pressure chamber, which is installed in the climate chamber. Pressure in
14851171485117
камере регулируется в пределах 0,1 - 10 МПа (1-10 кгс/смг) путем напуска в камеру соответствующей газовой смеси из баллона, Точностьthe chamber is adjusted in the range of 0.1 - 10 MPa (1-10 kgf / cm g ) by inlet into the chamber of the corresponding gas mixture from the cylinder, Accuracy
θ поддержания температуры?- 0,5 давления ±0,05 МПа,θ maintain the temperature? - 0.5 pressure ± 0.05 MPa,
Полученные зависимости выходного сигнала от температуры и давления приведены соответственно на фиг. 1 и 2,The resulting dependences of the output signal on temperature and pressure are shown respectively in FIG. 1 and 2,
Определенные графоаналитически значения соответствующих производных от этих зависимостей равны:The graphoanalytically determined values of the corresponding derivatives of these dependencies are equal to:
= °»4; Гн - 0,09; = ° 4; G n - 0.09;
> = 0,1; = 0,08.> = 0.1; = 0.08.
После обработки данных установлено, что в результате использова20 ния предлагаемого способа точность анализа по сравнению с известным увеличивается в широком диапазоне давления.After processing the data, it was found that as a result of using the proposed method, the accuracy of analysis compared to the known increases in a wide pressure range.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874283686A SU1485117A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method for analysis of gas mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874283686A SU1485117A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method for analysis of gas mixtures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1485117A1 true SU1485117A1 (en) | 1989-06-07 |
Family
ID=21319212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874283686A SU1485117A1 (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method for analysis of gas mixtures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1485117A1 (en) |
-
1987
- 1987-07-13 SU SU874283686A patent/SU1485117A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5033284A (en) | Calibration method for gas or vapor relative concentration sensor | |
CN110018275A (en) | A kind of gas detector with compensation function and compensation method | |
US5393495A (en) | Method and apparatus for testing gases, particularly breath alcohol | |
US5129258A (en) | Method for determining temperature with the aid of the internal resistance of a lambda sensor | |
US6360582B1 (en) | Method for calibration of chemical sensor in measuring changes in chemical concentration | |
CN110736769B (en) | Automatic calibration device and method for gas alarm | |
US5612896A (en) | Method for determining characteristic variables of an electrochemically convertible substance in a gas sample | |
US4389881A (en) | Method of measuring an air to fuel ratio | |
US20020157448A1 (en) | Flowmeter calibration apparatus | |
US5007283A (en) | Method and device for processing measured values | |
US20030131653A1 (en) | Thermal conductivity measurement of carbon dioxide gas with relative humidity and temperature compensation | |
SU1485117A1 (en) | Method for analysis of gas mixtures | |
JPH06281477A (en) | Continuous analysis device | |
CN113588710B (en) | Component concentration detection device and method for mixed gas and application | |
US11892370B2 (en) | Oxygen analyzer with pressure compensation | |
CN114002378B (en) | Concentration detection method of gas concentration sensor | |
US3606790A (en) | Method for measuring air-fuel ratio | |
Linsky et al. | Semiautomated PVT facility for fluids and fluid mixtures | |
CN115389567A (en) | Temperature compensation algorithm of water quality conductivity sensor | |
Keeling et al. | Span Sensitivity of Scripps Interferometric Oxygen Analyzer | |
US3407041A (en) | Method for the quantitative determination of nitrogen and oxygen in metal samples | |
RU2210762C2 (en) | Procedure measuring concentration of methane by means of thermochemical ( thermocatalytic ) sensor | |
Zhao et al. | Comparative experimental study on the stability of two brands of dry block furnace | |
Shimosaka et al. | High-precision GC-TCD for verification of gravimetrically prepared primary gas standards of oxygen in nitrogen | |
CN110455988B (en) | Sensor array calculation method and system based on gas content in transformer insulating oil, monitor and monitoring method |