УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА Российский патент 2000 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к оптическим анализаторам, в которых визуально оценивают изменения свойств индикаторного состава, возникающие при воздействии на него определяемого вещества.

Изобретение может быть использовано для определения концентраций различных газов в воздухе производственных помещений зернохранилищ, зерноперерабатывающих предприятий, а также в химической, нефтехимической, горнорудной, металлургической, фармацевтической промышленности, промышленности строительных материалов и на транспорте.

Наиболее близким к изобретению является индикаторная трубка по патенту Германии 3517324, G 01 N 31/22, 1986. Индикаторная трубка содержит герметичный стеклянный баллон с отламывающимися с обеих сторон кончиками и размещенный в баллоне между двумя ограничителями носитель с импрегнированным на нем индикаторным составом.

Недостатки такой трубки заключаются в следующем.

Трубка предназначена для одноразового использования и проведения только одного вида контроля: санитарно-гигиенического контроля воздуха рабочей зоны, т. е. контроля низких концентраций. Для контроля технологических (высоких) концентраций нужно использовать другой тип трубок, предназначенный для определения высоких концентраций.

Для вскрытия трубки необходимо иметь нож из твердого сплава, которым делают предварительный надрез на кончике трубки, после чего кончики трубки отламывают без усилий.

Герметизацию таких трубок проводят запайкой кончиков баллона. Запайка связана с повышением температуры, что влечет за собой предъявление дополнительных требований к материалам, из которых изготавливают ограничители, а также делает предпочтительным одно из 2-х возможных направлений прокачивания анализируемого воздуха через трубку при измерении. Это требует нанесения на баллон дополнительной стрелки, указывающей направление прокачивания воздуха, усложняет работу с трубкой и удорожает ее.

Требуемую плотность упаковки индикаторного порошка в трубке обеспечивают поджатием ограничителя с одной стороны, в связи с чем достижение равномерной плотности упаковки затруднено, что в свою очередь влияет на точность определения концентрации.

Кроме того, эксплуатация существующих индикаторных трубок усложнена за счет того, что в условиях пищеперерабатывающих предприятий вскрывать стеклянные капсулы без дополнительных мер предосторожности запрещено.

Технический результат изобретения заключается в удешевлении устройства для определения концентрации газа (индикаторной трубки), упрощение ее эксплуатации, в том числе за счет обеспечения ее универсальности.

Одно и то же устройство может быть использовано как для санитарно-гигиенического контроля воздуха рабочей зоны (например, воздуха фумигируемых предприятий). То есть контроля предельно допустимых концентраций, так и для контроля высоких концентраций газов (например, контроля самого процесса фумигации).

При этом упрощается техническое обеспечение контроля, так как отпадает необходимость использования нескольких видов устройств.

При изготовлении устройства упрощается равномерная набивка трубки индикаторным порошком, уменьшается его количество на одну трубку и отпадает необходимость использовать различные типы индикаторных порошков для обеспечения различных видов контроля.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения концентрации газа, включающее выполненный с возможностью разгерметизации с обеих сторон баллон, размещенный внутри баллона между двумя ограничителями индикаторный порошок и шкалу для считывания информации, снабжено дополнительной шкалой, баллон имеет две части различного диаметра, при этом для каждой из частей предназначена отдельная шкала, часть баллона меньшего диаметра с размещенным в ней ограничителем заполнена индикаторным порошком целиком, а часть баллона большего диаметра - частично, баллон оснащен с обеих сторон съемными герметизирующими элементами, причем герметизирующий элемент части баллона большего диаметра выполнен как поршень.

В устройстве обе шкалы могут быть размешены на баллоне.

В некоторых случаях целесообразно по меньшей мере одну из шкал размещать вне баллона на отдельном носителе (например на упаковочном материале). Шкала, предназначенная для части баллона большего диаметра, может быть откалибрована на объем прокачанного воздуха и/или на концентрацию газа.

Для измерения малых концентраций газа устройство может быть снабжено механизмом, обеспечивающим прокачку через баллон большого объема газа.

Ограничитель, размещенный в части баллона меньшего диаметра, лучше выполнить белого цвета.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для определения концентрации газа, а на фиг. 2 - вариант исполнения ограничителя белого цвета в части баллона меньшего диаметра.

Устройство состоит из баллона 1, имеющего две части разного диаметра: часть A - меньшего диаметра и часть B - большего диметра. Баллон выполнен из прозрачного материала (пластика) - 2 и 3. Между ограничителями размещен индикаторный порошок 4.

Индикаторный порошок в предпочтительном варианте представляет собой индикаторный состав, импрегнированный на инертном носителе.

Ограничитель 2, размешенный в части баллона меньшего диаметра, лучше выполнить белого цвета. Это позволит более контрастно обнаруживать появляющуюся окраску прилежащих к ограничителю слоев индикаторного порошка.

На обеих частях баллона установлены съемные герметизирующие элементы 5 и 6. В качестве герметизирующего элемента 5 части баллона меньшего диаметра может быть использован, например, колпачок.

Герметизирующий элемент части баллона большего диаметра выполнен как поршень.

Каждая из частей баллона имеет шкалу: часть баллона меньшего диаметра - шкалу 7, а часть баллона большего диаметра - шкалу 8. При этом обе шкалы могут быть размещены на баллоне. Однако возможен вариант выполнения устройства, при котором по меньшей мере одна из шкал размещена на отдельном носителе, например на коробке для упаковки, транспортировки и хранения устройства.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения высоких концентраций газов, которые сопровождают процесс, например фумигации, снимают герметизирующий элемент с части баллона меньшего диаметра.

Перемещают герметизирующий элемент части баллона большего диаметра по длине баллона до тех пор, пока не появится уверенно визуально определяемое окрашивание столбика индикаторного порошка в части баллона меньшего диаметра.

Герметизирующий элемент части баллона большего диаметра может быть перемещен на максимально возможную длину, соответствующую длине шкалы, относящейся к этой части баллона.

Считывают длину окрашенного участка на шкале, относящейся к части баллона меньшего диаметра, и объем прокачанного воздуха на шкале, относящейся к части баллона большего диаметра.

Концентрацию газа определяют по формуле:
C = K•(h:V),
где C - концентрация анализируемого газа в объекте, г/м³,
K - переводной коэффициент, г/м;
h - длина окрашенной части индикаторного порошка по шкале, предназначенной для части баллона меньшего диаметра, м;
V - объем прокачанного воздуха, считанный по шкале, предназначенной для части баллона большего диаметра, м³.

Герметизирующий элемент части баллона большего диаметра может быть перемещен до тех пор, пока индикаторный порошок, размещенный в части баллона меньшего диаметра, не окрасится по длине на определенную предварительно заданную величину.

В этом случае концентрацию газа можно определить непосредственно по шкале, относящейся к части баллона большего диаметра и откалиброванной на концентрацию газа.

В случае, если хотя бы одна шкала размещена вне баллона на отдельном носителе (подложке), считывание информации проводят путем прикладывания части баллона к соответствующей ей шкале.

Измерение малых (предельно допустимых) концентраций газов проводят следующим образом.

Снимают герметизирующий элемент с части баллона меньшего диаметра.

Действуя герметизирующим элементом части баллона большего диаметра, как поршнем насоса, перемещают его вперед-назад до момента образования заметного окрашивания индикаторного порошка.

При этом забор пробы воздуха в трубку проводят из анализируемого объема, а сброс набранного в индикаторную трубку воздуха - в пространство, не подлежащее контролю.

В этом случае для определения концентрации газа учитывают общий объем прокачанного воздуха.

В случае, если концентрация газа слишком мала и несколько перемещений герметизирующего элемента части баллона большего диаметра не дают окрашивания индикаторного порошка, используют механическое или иное приспособление, обеспечивающее прокачку через баллон большого объема газа.

Таким механизмом может быть ручной поршневой или сильфонный насосы, электрический, клапанный или воздушный насосы.

При очень больших концентрациях, когда диффузионный массоперенос измеряемого вещества может обеспечить окраску достаточной длины баллона, порядок проведения измерения следующий.

Открывают один герметизирующий элемент с носиком и выдерживают в течение заданного отрезка времени. Затем закрывают колпачок и замеряют длину окрашенного участка по шкале (если индикаторный порошок не окрасился полностью).

Устройство применимо для определения концентраций различных газов в воздухе производственных помещений зернохранилищ, зерноперерабатывающих предприятий, а также в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности и на транспорте. Устройство включает баллон, состоящий из двух частей различного диаметрами две шкалы, предназначенные для каждой из частей баллона. Часть баллона меньшего диаметра с размещенным в нем ограничителем заполнена индикаторным порошком целиком, а часть баллона большего диаметра - частично. Баллон оснащен с обеих сторон съемными герметизирующими элементами, причем герметизирующий элемент части баллона большего диаметра выполнен как поршень. Достигается удешевление и упрощение эксплуатации устройства и обеспечение его универсальности. 5 з. п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для определения концентрации газа, включающее выполненный с возможностью разгерметизации с обеих сторон баллон, размещенный внутри баллона между двумя ограничителями индикаторный порошок и шкалу для считывания информации, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной шкалой, баллон имеет две части различного диаметра, при этом для каждой из частей предназначена отдельная шкала, часть баллона меньшего диаметра с размещенным в ней ограничителем заполнена индикаторным порошком целиком, а часть баллона большего диаметра - частично, баллон оснащен с обеих сторон съемными герметизирующими элементами, причем герметизирующий элемент части баллона большего диаметра выполнен как поршень. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обе шкалы размещены на баллоне. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна шкала размещена вне баллона на отдельном носителе. 4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что шкала, предназначенная для части баллона большего диаметра, откалибрована на объем прокачанного воздуха и/или концентрации газа. 5. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что для измерения малых концентраций газов оно снабжено механизмом, обеспечивающим прокачку через баллон большого объема газа. 6. Устройство по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что ограничитель, размещенный в части баллона меньшего диаметра, выполнен белого цвета.