UA54510C2 - Flame-ionization detector - Google Patents
Flame-ionization detector Download PDFInfo
- Publication number
- UA54510C2 UA54510C2 UA99116304A UA99116304A UA54510C2 UA 54510 C2 UA54510 C2 UA 54510C2 UA 99116304 A UA99116304 A UA 99116304A UA 99116304 A UA99116304 A UA 99116304A UA 54510 C2 UA54510 C2 UA 54510C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- flame
- air
- output
- ionization
- input
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 abstract 4
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 208000001836 Firesetting Behavior Diseases 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області аналітичної техніки і може бути використаний при створенні 2 газоаналізаторів і газоаналітичних детекторів для визначення вуглеводневих з'єднань в складі атмосферного повітря і викидних газів промислових підприємств.The invention belongs to the field of analytical technology and can be used in the creation of 2 gas analyzers and gas analytical detectors for determining hydrocarbon compounds in atmospheric air and exhaust gases of industrial enterprises.
Однією з актуальних задач при створенні полум'яно-іонізаційних детекторів є автоматизація процессу підпалу, контролю горіння водневого полум'я і забезпечення високої надійності роботи пристрою підпалу.One of the urgent tasks in the creation of flame-ionization detectors is the automation of the ignition process, control of the burning of the hydrogen flame, and ensuring high reliability of the ignition device.
Пристрій підпалу полум'яно-іонізаційного детектора знаходиться у важких експлуатаційних умовах, таких як 70 підвищена температура і висока вологість в порожнині іонізаційної камери, що викликає інтенсивну корозію матеріалу спіралі підпалу.The ignition device of the flame ionization detector is in difficult operating conditions, such as 70 elevated temperature and high humidity in the cavity of the ionization chamber, which causes intense corrosion of the material of the ignition spiral.
Видалення спіралі із зони газового потоку значно знижує надійність процесу підпалу полум'я внаслідок неоднорідності складу гарячої суміші водень - повітря по поперечному перетину іонізаційної камери детектора.Removing the spiral from the gas flow zone significantly reduces the reliability of the flame ignition process due to the inhomogeneity of the composition of the hot hydrogen-air mixture across the cross-section of the ionization chamber of the detector.
Відомо "Пристрій для безперервного контролю швидкості горіння в найвищій точці полум'я", заявкаKnown "Device for continuous control of burning speed at the highest point of the flame", application
Мо6б0О-59539, Японія (кл.) (з 01М25/00, Р23М1 02, 5/08), що містить пальник, засіб подачі гарячої суміші, оптичний сенсор контролюючий свічення полум'я пальника, додаткові засоби подачі горючої суміші до допоміжного пальника, що використовується для підтримки горіння основного полум'я.Mo6b0O-59539, Japan (cl.) (from 01M25/00, P23M1 02, 5/08), containing a burner, a means of supplying a hot mixture, an optical sensor controlling the glow of the burner flame, additional means of supplying the combustible mixture to the auxiliary burner, which is used to keep the main flame burning.
Недоліком пристрою є складні і великі аппаратурні витрати які забезпечують підпал і контроль горіння основного полум'я, а також необхідність додаткових комунікацій і енергетичних витрат для забезпечення горіння допоміжного пальника.The disadvantage of the device is the complex and high hardware costs that provide ignition and control of the burning of the main flame, as well as the need for additional communications and energy costs to ensure the burning of the auxiliary burner.
Як прототип, найбільш близький аналог, вибраний полум'яно-іонізаційний детектор" а.с. Мо1157442, СРСР (кл. Б01М 27/62, 30/68) який містить джерело живлення, іонізуючу камеру з двома електродами, спіраллю підпалу полум'я, термопару, газові лінії подачі аналізуємого газу, повітря, газову лінію водня з газовим клапаном, що перекриває подачу водня, генератор прямокутних імпульсів, компаратор, логічні елементи, с електронні ключі пов'язані з газовим клапаном. Ге)As a prototype, the closest analogue, the flame-ionization detector was chosen, "A.S. Mo1157442, USSR (cl. B01M 27/62, 30/68), which contains a power source, an ionization chamber with two electrodes, a flame ignition coil )
Недоліком прототипу є складність електронної схеми з великою кількістю зворотніх зв'язків, що значно знижує надійність роботи пристроїв підпалу і контролю горіння полум'я.The disadvantage of the prototype is the complexity of the electronic circuit with a large number of feedback loops, which significantly reduces the reliability of the ignition and flame control devices.
Поступає на пальник сенсора 5, а по газопроводу подачі повітря б через дросель 7 в порожнину сенсора 5 поступає повітря підтримуюче горіння водневого полум'я. оIt enters the burner of the sensor 5, and the air supporting the combustion of the hydrogen flame enters the cavity of the sensor 5 through the air supply gas pipeline b through the throttle 7. at
Сигнал про підпал від програмного блоку 8 поступає на пристрій комутації і управління 9, потім електрична (/(уи щи напруга подається на електромагнітний клапан 10 і клапан 10 перемикається, відкриваючи скидання частини повітря в атмосферу на газопровід стоку повітря 11 через дросель 12. При цьому в порожнині сенсора 5 о утвориться атмосфера збагачена воднем. «ІThe ignition signal from the software unit 8 is sent to the switching and control device 9, then the electric voltage is applied to the electromagnetic valve 10 and the valve 10 is switched, opening the release of part of the air into the atmosphere on the air flow gas line 11 through the throttle 12. At the same time an atmosphere enriched with hydrogen will be formed in the cavity of the sensor 5 o. "I
Одночасно електрична напруга від пристрою комутації і управління 9 подається на блок тимчасової затримки 13 і після 3-Бсек (час необхідний для отримання в порожнині сенсора 5 атмосфери збагаченого воднем в області о пальника), поступає на спіраль підпалу 14.At the same time, the electrical voltage from the switching and control device 9 is supplied to the temporary delay unit 13 and after 3 Bsec (the time required to obtain a hydrogen-enriched atmosphere in the sensor cavity 5 in the area of the burner), enters the ignition coil 14.
Спіраль розжарюється і підпалює воднево-повітряну суміш в пальнику сенсора 5. Внаслідок горіння водневого полум'я температура сенсора підвищується, що фіксується термопарою 15, і сигнал від неї поступає в « програмний блок 8, а від нього на пристрій індикації 16, де загоряється відповідний світодіод, що сигналізує З 50 про горіння водневого полум'я. Сигнал від програмного блоку 8 поступає також на пристрій комутації і с управління 9, який відключає подачу електричної напруга на електромагнітний клапан 10 і на спіраль підпалуThe spiral heats up and ignites the hydrogen-air mixture in the sensor burner 5. As a result of the burning of the hydrogen flame, the temperature of the sensor rises, which is fixed by the thermocouple 15, and the signal from it is sent to the program unit 8, and from it to the display device 16, where the corresponding a light-emitting diode that signals Z 50 about the burning of a hydrogen flame. The signal from the software unit 8 is also sent to the switching and control device 9, which turns off the supply of electrical voltage to the solenoid valve 10 and to the ignition coil
Із» 14. Електромагнітний клапан 10 перемикається, перекриваючи скидання повітря по газопроводу стоку повітря 11 і в газопроводі подачі повітря б встановлюється витрата повітря відповідна витраті в режимі аналізу.From" 14. The electromagnetic valve 10 is switched, blocking the discharge of air through the air flow gas pipeline 11 and the air flow corresponding to the flow rate in the analysis mode is set in the air supply gas pipeline b.
Внаслідок згоряння вуглеводневих з'єднань у водневому полум'ї виникає іонний струм, пропорційний концентрації вуглеводнів в газовій суміші, що аналізується. і-й Контроль горіння водневого полум'я постійно здійснюється за допомогою термопари 15 і сигналізується «» пристроєм індикації 16. При порушенні режимів подачі водня або повітря можливо гасіння полум'я пальника сенсора 5. При цьому температура в порожнині сенсора 5 падає, що фіксується термопарою 15 і потім на і-й пристрої індикації 16 висвічується відповідна сигналізація. -к 70 Від програмного блоку 8 поступає на пристрій комутації і управління У команда про виконання підпалу і здійснюється операція підпалу аналогічна вищевикладеної. Підпал може бути виконаний трикратно і якщо с полум'я не підпалилося, то в пристрої індикації 16 загорається світодіод що сигналізує про несправність детектора.As a result of the combustion of hydrocarbon compounds in a hydrogen flame, an ionic current occurs that is proportional to the concentration of hydrocarbons in the gas mixture being analyzed. i-th Control of the burning of the hydrogen flame is constantly carried out with the help of thermocouple 15 and is signaled "" by the indication device 16. In the event of a violation of the hydrogen or air supply modes, it is possible to extinguish the flame of the sensor burner 5. At the same time, the temperature in the cavity of the sensor 5 drops, which is fixed thermocouple 15 and then on the i-th display device 16, the corresponding alarm is displayed. -k 70 From the software unit 8, the switching and control device receives a command to perform arson, and an arson operation similar to the one described above is carried out. Arson can be performed three times and if the flame is not ignited, then the LED lights up in the display device 16, signaling a malfunction of the detector.
Пристрій підпалу полум'я полум'яно-іонізаційного детектора, що пропонується забезпечує збагачення 29 горючої суміші воднем в момент підпалу за рахунок скидання в атмосферу частини повітря підтримуючогоThe device for igniting the flame of the proposed flame ionization detector ensures the enrichment of the 29 combustible mixture with hydrogen at the time of ignition due to the release into the atmosphere of part of the supporting air
ГФ) горіння по газопроводу стоку повітря, що спіраль підпалу віддалена від пальника і розташована у верхній частині камери детектора, що не забезпечує надійність підпалу полум'я внаслідок малої концентрації водня в о гарячій суміші та неоднорідності складу суміші водень-повітря по поперечному перетину іонізаційної камери детектора, тому підпал полум'я може бути виконаний тільки вибухом після тривалого продування порожнини 60 іонізаційної камери.HF) combustion through the air flow gas pipeline, the ignition spiral is remote from the burner and located in the upper part of the detector chamber, which does not ensure the reliability of the ignition of the flame due to the low concentration of hydrogen in the hot mixture and the inhomogeneity of the composition of the hydrogen-air mixture along the cross section of the ionization chamber detector, therefore, ignition of the flame can be performed only by an explosion after long-term blowing of the cavity 60 of the ionization chamber.
Три такому розташуванні спіралі, вона знаходиться в газових потоках продуктів згоряю я що містять велику кількість волога, а також що мають високу температуру і тому матеріал спіралі схильний до сильної корозії, що призводить до швидкого виходу спіралі | ладу.Three such arrangement of the spiral, it is located in gas flows of combustion products that contain a large amount of moisture, and also have a high temperature, and therefore the material of the spiral is prone to strong corrosion, which leads to the rapid exit of the spiral | order
Задачею теперешнього винаходу є значне підвищення надійності підпалу, а також зниження апаратурних 62 витрат для забезпечення горіння за рахунок простоти виконання електронної схеми.The task of the present invention is to significantly increase the reliability of ignition, as well as to reduce hardware 62 costs for ensuring combustion due to the simplicity of the electronic circuit.
Поставлена задача вирішується тим, що полум'яно-іонізаційний детектор що містить газопроводи подачі водня, аналізуємої газової проби і повітря, полум'яно-іонізаційний сенсор з вбудованою в нього спіраллю підпалювання полум'я і термопарой яка з'єднана з програмним блоком і пристроєм індикації горіння полум'я забезпечений газопроводом стоку повітря, який сполучений з газопроводом подачі повітря на детектор і через дросель з нормально закритим входом електромагнітного клапана, вихід | кого сполучений з атмосферою, вхід програмного блоку підключений до термопари, перший вихід програмного блоку підключений до пристрою індикації горіння полум'я, а другий вихід підключений до входу пристрою комутації і управління, перший вихід якого сполучений з електромагнітним клапаном, а другий вихід - з входом блоку тимчасової затримки, до виходу 70 блоку тамчасової затримки підключена спіраль підпалу полум'я полум'яно-іонізаційного сенсора.The task is solved by the fact that a flame-ionization detector containing pipelines for the supply of hydrogen, the analyzed gas sample and air, a flame-ionization sensor with a built-in flame ignition coil and a thermocouple connected to the software unit and the device indication of flame burning is equipped with an air flow gas pipeline, which is connected to the air supply gas pipeline to the detector and through a throttle with a normally closed inlet of the electromagnetic valve, output | which is connected to the atmosphere, the input of the software unit is connected to the thermocouple, the first output of the software unit is connected to the flame indicator device, and the second output is connected to the input of the switching and control device, the first output of which is connected to the solenoid valve, and the second output is connected to the input block of the temporary delay, the coil of ignition of the flame of the flame-ionization sensor is connected to the output 70 of the block of the temporary delay.
На кресленні приведена блок-схема полум'яно-іонізаційного детектора.The drawing shows the block diagram of the flame ionization detector.
Полум'яно-іонізаційний детектор містить: газопровід подачі водня 1, газопровід подачі аналізуємої газової проби 2, дроселі З і 4, пальник сенсора 5, газопровід подачі повітря б, дросель 7, програмний блок 8, пристрій комутації і управління 9, електромагнітний клапан 10, газопровід стоку повітря 11, дросель 12, блок /5 тимчасової затримки 13, спіраль підпалу 14, термопару 15.The flame ionization detector contains: hydrogen supply gas pipeline 1, gas supply gas pipeline for the analyzed gas sample 2, throttles C and 4, sensor burner 5, air supply gas pipeline b, throttle 7, program unit 8, switching and control device 9, electromagnetic valve 10 , air flow gas pipe 11, throttle 12, temporary delay block /5 13, ignition spiral 14, thermocouple 15.
Підпалювання полум'я сенсора полум'яно-іонізаційного детектора виконується таким чином: по газопроводу подачі водня 1 і газопроводу подачі аналізуємо! газової проби . через відповідні дроселі 3, 4 водень і проба, що аналізується змішуючись дозволяє значно підвищити надійність підпалу, а також знизити апаратурні витрати для забезпечення горіння за рахунок простоти виконання електронної схеми.Igniting the flame of the sensor of the flame-ionization detector is performed as follows: we analyze the hydrogen supply gas pipeline 1 and the supply gas pipeline! gas sample. due to the appropriate chokes 3, 4 hydrogen and the sample being analyzed by mixing allows to significantly increase the reliability of ignition, as well as to reduce hardware costs for ensuring combustion due to the simplicity of the electronic circuit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99116304A UA54510C2 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Flame-ionization detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA99116304A UA54510C2 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Flame-ionization detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA54510C2 true UA54510C2 (en) | 2003-03-17 |
Family
ID=74320300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA99116304A UA54510C2 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Flame-ionization detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA54510C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172095U1 (en) * | 2017-01-27 | 2017-06-28 | Леонид Григорьевич Кузнецов | Device for monitoring the oil content in compressed gas |
-
1999
- 1999-11-19 UA UA99116304A patent/UA54510C2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172095U1 (en) * | 2017-01-27 | 2017-06-28 | Леонид Григорьевич Кузнецов | Device for monitoring the oil content in compressed gas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5295448A (en) | Organic compound incinerator | |
| US6887069B1 (en) | Real-time combustion controls and diagnostics sensors (CCADS) | |
| US5073753A (en) | Hydrocarbon flame ionization detector | |
| Sagás et al. | Effects of non-steady state discharge plasma on natural gas combustion: Flammability limits, flame behavior and hydrogen production | |
| CN109357284A (en) | A kind of intelligent ignition device and method for open flame combustion nozzle | |
| KR20140116008A (en) | Method of concentration determination and gas concentration sensor | |
| El Ahmar et al. | Hydrogen enrichment of a methane–air mixture by atmospheric pressure plasma for vehicle applications | |
| UA54510C2 (en) | Flame-ionization detector | |
| CN203744293U (en) | Numerical controlled gas combustion device | |
| Delichatsios et al. | The effects of fuel sooting tendency and the flow on flame radiation in luminous turbulent jet flames | |
| Tokuhashi et al. | Incineration of CFC-12 by burner methods | |
| CN109521131A (en) | Chromatographic detection apparatus and method | |
| CN104897722A (en) | Miniature calorimeter | |
| JPS6486033A (en) | Tester for heat resistant tubular member | |
| CN210604532U (en) | Chromatographic detection device | |
| CN206431100U (en) | A kind of gas phase spectrometer | |
| GB740436A (en) | Improvements in gas analyzing apparatus | |
| CN204789506U (en) | Oxygen index (OI) apparatus with timing ignition | |
| US5423609A (en) | Method and apparatus for determining the heat of combustion of a material based on the height of a diffusional flame within which the material is burned | |
| GB1122909A (en) | Method for controlling carbon black furnaces | |
| SU1477990A1 (en) | Control method for burning gaseous fuel | |
| JP4023046B2 (en) | Flame atomic absorption spectrometer | |
| CN209263080U (en) | A kind of intelligent ignition device for open flame combustion nozzle | |
| CN215297213U (en) | Horizontal combustion test device for electric wires and cables | |
| EP0281221A2 (en) | Atomic absorption analysis apparatus |