SU763758A1 - Способ определени концентрации газов и жидкостей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к анализу газовых смесей.

По основному авт. св. № 534678 известен способ определени  концентрации газов и жидкостей, заключающийс  в том, что чувствительный элемент, выполненный в виде терморезистора, покрытого слоем сорбента , помещают в анализируемую газовую смесь. После сорбции определ емых компонентов температуру терморезистора повышают с определенной скоростью от начального значени  до полной десорбции компонентов из сорбента, а затем понижают с Той же скоростью дО начального значени . О концентрации определ емых компонентов в смеси суд т по разности энергий, затраченных на повышение и понижение температуры, терморезистора 1 .

Измер ема  по этому способу разность энергий пропорциональна массе поглощенных сорбентом компонентов, котора  определ етс  сорбционной емкостью сорбента и зависит от их-концентрации в анализируемой смеси. Фактически эта разность представл ет собой энергию термодесорбции компонентов из сорбента. Описанный в основном изобретении способ значительно снижает вли нием температуры и теплопроводности газовой смеси на результат определени  концентрации компонентов по сравнению с другими термодесорбционными способами.

Однако точность и достоверность полуJ ченного результата недостаточно высоки.

Этот недостаток обусловлен неоднозначной зависимостью между концентрацией определ емых компонентов в анализируемой смеси и тем их количеством, которое набирает сорбент. Така  неоднозначность определ етс  в основном гистерезисом сорбента, наличием в смеси возможных примесей посторонних газов, а также изменением механического состо ни  сорбента-загр знение, уменьшение массы и т.д., которое может иметь место при длительной эксплуатации

15 чувствительного элемента.

Цель изобретени  - повышение точности определени  и одновременное диагностирование механического состо ни  сорбента.

Это достигаетс  тем, что в известном способе определени  концентрации газов и жидкостей по авт. св. № 534678 непосредственно после достижени  температуры терморезистора , соответствующей полной десорбции определ емых компонентов, дополнительно разогревают и охлаждают чувствитбльный элемент по циклическому закону, поддержи-. ва  посто нной скорость повышени  и понижени  температуры терморезистора, измер ют затраченную при этом мощность в функции температуры терморезистора и текущего времени, по измеренной мощности вычисл ют теплопроводность газовой смеси в функции температуры и времени и теплоемкость чувствительного элемента, по вычисленным значени м корректируют результат измерени  концентрации определ емых компонентов. Кроме того, с целью обнаружени  дополнительных газов, температуру терморезистора в первую половину цикла повышают до значени , при котором обнаруживаемый газ имеет теплопроводность, отличающуюс  от теплопроводности остальных составл ющих газовой смеси. Дополнительный цикл повышени  и понижени  температуры терморезистора, равномерный во времени, дает возможность проследить по затраченной мощности изйенение теплопроводности газовой смеси в функции температуры терморезистора за врем  этого цикла и тем самым оценить состав смеси и его изменение в функции времени. При этом одновременно можно оценить теплоемкость чувствительного элемента. Теплопроводность газовой смеси в течеиие первой и второй половин цикла, при линейных нарастании и убывании температуры терморезистора, вычисл ют соответственно по формулам: . хле) Рх(е)ск wA),Ai(e) теплопроводность газбвой смеси в течение первой и втоprgx р,. рой половин цикла; - мощности, затраченные в течение первой и второй половин : цикла соответственно дл  повы щени  температуры терморезис тора по линейному закону; С - теплоемкость чувствительного элемента ;г:эт const; 0 Kt - перегрев терморезистора относительно температуры газовой смеси. Здесь величииыви К задаютс  (известны), Р,(6)и Рг,(9) измер ютс , а С, практически неизменна  в течение одиого цикла, вычисл етс  по формуле: |: IirtP.®maO-a ei«OJ при условии, что переход от равномерного разогрева, при достижении максимальной температуры терморезистора, к равномерному его охлаждению происходит скачко образно, в силу чего можно считать, что Я({&п1ак) Лг.(9т11ои ). Уравнени  (I-3) получены по известным уравнени м теплового баланса термо-. резистора, нагреваемого электрическим током по заданному закону, Р,()-в СК-при линейном повышении температуры терморезистора, 1(в)Аг(в)-в-СК-при линейном положении, температуры терморезистора. Таким образом, измер   затраченную мощность в течение дополнительного цикла, получаем информацию о массе чувствительного элемента, о составе газовой смеси и, учитыва , чтоб Kt и1К| const, о скорости изменени  концентрации в ней компонентов . В некоторых случа х температуру8п)Чх о которой равномерно нагревают терморезистор , выбирают из учета того,что некоторые газы на повышенных температурах имеют одинаковую теплопроводность и не создают помех дл  обнаружени  другого газа.,° Этот способ был применен, в частности, дл  измерени  относительной влажности воздуха . Температура терморезистора повышалась со скоростью 3 град/с до 180°С и понижалась с той же скоростью (3 град/с). Полученна  при этом зависимость затраченной мощности от температуры терморезистора в течение - цикла позволила снизить погрешность от гистерезиса сорбента, в качестве которой использовалась вискоза, в 3 раза, и при изменении влажности от 95 до 40% ее значение не превышало 1,5-2%. При этом попутно оценивалась теплоемкость чувствительного элемента, значение которой соответствовало нормальной массе сорбента. Таким образом, использование предлагаемого способа позвол ет: повысить точность и достоверность определени  концентрации газов; диагностировать механическое состо ние сорбента и тем самым точно определ ть момент действительной выработки ресурса чувствительного элемента; обнаруживать дополнительные газы в смеси , что расшир ет функциональные возможsxs r;;: - ---Формула изобретени  Способ определени  концентрации газов и жидкостей по авт. св. М 534678, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений и одновременного диагностиравани  механического состо ни  сорбента , непосдерственно после достижени  температуры термореэистора, соответствующей полной десорбции определ емых компонентов , дополнительно разогревают и охлаждают чувстщлтельный элемент по цик ,лическому закону, поддержива  посто нной скорость повышени  и понижени  температуры терморезистора, измер ют затраченную 3о

при этом мощность в функции температурыректируют результат измерени  концонтратерморезистора и текущего времени, по из-ции определ емых компонентов, меренной мощности вычисл ют теплопровод-Источники информации,

ность газовой смеси в функции температурыприн тые во внимание при экспертизе

и времени и теплоемкость чувствительного1. Авторское свидетельство СССР

элементами по вычисленным значени м кор-№ 534678. кл. G 01 N 25/32, (прототип).

763758

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ определения концентрации газов и жидкостей по авт. св. № 534678, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и одновременного диагностирования механического состояния сорбента, непосдерственно после достижения температуры терморезистора, соответствующей полной десорбции определяемых компонентов, дополнительно разогревают и охлаждают чувствительный элемент по циклическому закону, поддерживая постоянной скорость повышения и понижения температуры терморезистора, измеряют затраченную при этом мощность в функции температуры терморезистора и текущего времени, по измеренной мощности вычисляют теплопроводность газовой смеси в функции температуры и времени и теплоемкость чувствительного элементами по вычисленным значениям кор ректируют результат измерения концентрации определяемых компонентов.