SU851194A1 - Диффузионный газоанализатор - Google Patents

Description

(54) ДИФФУЗР ОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению, а именно к диффузионным анализаторам состава, и может быть использовано дл  автоматического контрол  состава трех и более компонентных газовых смесей в промышленных и лабораторных услови х .

Известен анализатор состава газовых смесей, основанный на  влении диффузии, который содержит две камеры: камеру анализируемого газа и камеру чистого газа, разделенные диффузионным барьером, представл ющим собой либо тонкую пленку из материала, проницаемого дл  какого-либо одного газа, либо пористую пластину. Дл  получени  информации о концентрации определ емого компонента к камере чистого газа подключают манометр или вакуумметр 1 .

Недостаток известного газоанализатора состоит в невозможности определени  состава газовых смесей с числом компонентов боЛее двух, что ограничивает область его применени .,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  диффузионный газоанализатор, содержащий камеру

анализируемого газа и камеру чистого газа, в которой установлены терморезисторы 2.

Недостатки данного газоанализатора заключаютс  в дискретном характере действи , св занном с необходимостью периодического разобщени  камер с помощью заслонки и промывки их анализируемым и чистым газом, а также трудоемкости настройки газоанализатора, св занной с установкой терморезисторов в соответствующих сечени х камеры чистого газа.

Цель изобретени  - повышение быстро10 действи  газоанализатора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что камеры диффузионного газоанализатора выполнены в виде параллёльньа проточных каналов с общей стенкой между ними, в которой выполнено окно, вдоль которого на одинаковом рассто нии от него расположены терморезисторы.

На чертеже представлена принципиальна  ,схема автоматического газоанализатора .

Автоматический газоанализатор содер20 жит два канала 1 и 2 пр моугольного сечени , разделенные друг от друга общей стенкой 3. В каналах установлены успокоители 4 из пористого стекла, служащие дл  предотвр щсни  вихревых движений газов. Каналы сообщаютс  между собой через окно 5, виполненное в стенке 3. В канале 1 расположены измерительные 6 и 7 и сравнительные 8 и 9 терморезисторы. В качестве примера рассматриваетс  анализатор состава трехкомпонентных газовых смесей. Измерительные терморезисторы расположены вдоль окна 5 на одинаковых рассто ни х от него. Сравнительные терморезисторы установлены в начале канала 1, где всегда протекает чистый газ-носитель. Число пар измерительных и сравнительных терморезисторов всегда на единицу меньще числа компонентов анализируемой газовой смеси. Указанные терморезисторы попарно включены в электрические неравновесные .мосты 10 и 11. Измерительные диагонали неравновесных мостов соединены с вычислительным устройством 12, в качестве которого могут быть использованы аналоговые вычислительные устройства от стандартных многопараметрических газоанализаторов. Выход вычислительного устройства подключен к самопишущему многоточечному потенциометру 13. Анализируемый газ поступает через регул тор 14 расхода в тройник 15, где смешиваетс  с газом-носителем, поступающим через дроссель 16, причем анализируемый газ разбавл етс  в тройнике 15 в 10-20 раз газом-носителем, что необходимо дл  исключени  вли ни  на результат измерени  изменений состава анализируемой смеси. В канал 1 газ-носитель поступает через регул тор 17 расхода с измер емой настройкой, с помощью которого задаетс  требуемое значение расхода газаносител . Это позвол ет подбирать значение расхода газа-носител  при изменении компонентного состава анализируемой газовой смеси при настройке прибора. В качестве газа-носител  могут служить воздух, азот, водород, углекислый газ и др. Камера газоанализатора, дроссель и регул торы расхода расположены в термостате 18, температура в котором поддерживаетс  посто нной и равной 40°С системой регулировани . Автоматический газоанализатор работает следующим образом. К дросселю 16 и регул тору 17 расхода непрерывно подводитс  газ-носитель, а в тройник 15 непрерывно поступает анализируемый газ. Потоки чистого газа-носител  и смеси газа-носител  с анализируемым газом поступают соответственно в каналы 1 и 2, причем по каналу 2 газова  смесь прокачиваетс  с посто нным объемным расходом , равным, например, расходу газа-носител  в канале 1. В период времени, когда потоки движутс  около окна 5, происходит диффузи  компонентов анализируемой смеси из канала 2 в канал 1, а в обратном направлении через, окно диффундирует газноситель . При этом в канале в направлении X, начина  от плоскости окна, в каждом сечении создаютс  объемные концентрации каждого из компонентов, которые завис т от величины коэффициентов диффузии, времени соприкосновени  потоков и рассто ни  от окна. При посто нной скорости движени  газовых потоков, одинаковых рассто ни х терморезисторов 6 и 7 от плоскости окна 5 и рассто ни х Г| и I j от начала окна врем  диффузии компонентов к каждому из терморезисторов различно. Поэтому различны и количества компонентов, диффундирующих к терморезисторам. Количество каждого компнента, диффундирующего к каждому, из измерительных терморезисторов, определ етс  начальной концентрацией компонента в канале 2, соответствующим времени диффузии и коэффициентом диффузии. Врем  диффузии компонентов к i-му терморезистору определ етс  скоростью газового потока W и рассто нием и.При малых объемных концентраци х (в несколько процентов) компонентов в смеси газов , поступающих в канал 2, каждый компонент диффундирует из окна канала 1 независимо от других, т. е. его коэффициент диффузии  вл етс  величиной посто нной. Дл  получени  такого диффузионного процесса в газоанализаторе ,и предусмотрено разбавление в тройнике 15 анализируемой газовой смеси всегда посто нным объемом газа-носител  {достаточным  вл етс  даже 5-кратное разбавление). Посто нство расходов газа-носител  и анализируемого газа, подводимых к тройнику, обеспечивает однозначную св зь между объемными концентраци ми компонентов в исходной анализируемой смеси и в смеси газов, поступающей в канал 2. В указанных услови х объемна  концентраци  каждого компонента в точках размещени  терморезисторов- однозначно определ етс  объемной концентрацией его в исходной анализируемой смеси. Причем дл  каждой из этих точек объемные концентрации всех компонентов различны и дл  одинаковых компонентов некратны. Таким образом, при диффузии компонентов из канала 2 в канал 1 происходит их частичное разделение за счет различи  в коэффициентах диффузии.-Это позвол ет, осуществл   измерение разности теплопроводности газовых смесей, окружающих измерительные терморезисторы, и теплопроводности газаносител , все врем  окружающего сравнительные терморезисторы, получить, например , дл  случа  анализа трехкомпонентной газовой смеси систему из трех независимых уравнений. Рещение указанной системы уравнений осуществл етс  с помощью вычислительного устройства 12, а результаты измерени  регистрируютс  потенциометром 13. Аналогично анализатору 3-компонентной газовой смеси работают анализаторы 4- и более компонентных смесей.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   5 Диффузионный газоанализатор, содержащий камеру анализируемого газа и камеру чистого газа, в которой установлены терморезисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, камеры газоанализатора выполнены в виде параллель10 ных проточных каналов с общей стенкой между ними, в которой выполнено окно, вдоль которого на одинаковом расстоянии от него расположены терморезисторы.