СПОСОБ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАЛИБРОВОЧНОЙ ГАЗОПАРОВОЙ СМЕСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G01N30/00 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может найти применение при градуировке газоанализаторов. Преимущественно изобретение предназначено для приготовления газопаровых смесей легколетучих веществ, таких как аммиак.

Известно устройство для приготовления газопаровой калибровочной смеси веществ, содержащее сосуд для насыщения, заполненный частицами фторированного углерода, между слоями которого размещено исходное вещество, газовую линию для подвода газа в сосуд, газовую линию для вывода газопаровой смеси из сосуда, приспособление для нагрева сосуда и побудитель расхода газа (см. з-ку ЕПВ 0500938А1, G 01 N 30/04, 1992).

Недостатком известного устройства и способа его работы является ограниченные их функциональные возможности. Это обусловлено тем, что известное устройство позволяет изменять концентрацию паров вещества в газе в очень узких пределах, так как изменение концентрации обеспечивается только изменением температуры сосуда для насыщения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу приготовления калибровочной газопаровой смеси является способ, при котором жидкое вещество, используемое для калибровки, помещают в сосуд, частично заполняя его, через свободное от жидкости пространство сосуда пропускают газ, насыщаемый парами вещества, и концентрацию пара вещества в газе изменяют путем изменения расхода газа (см. каталог фирмы Cavkit Ltd (Англия) на генераторы калибровочных паров в воздухе, 1997).

Устройство для осуществления известного способа содержит сосуд для насыщения газа парами вещества, крышку, герметично перекрывающую горловину сосуда, газовую линию для подвода газа в сосуд, газовую линию для вывода газопаровой смеси из сосуда, приспособление для разбавления газопаровой смеси и побудитель расхода (см. там же).

Недостатком известных способа и устройства для приготовления калибровочной газопаровой смеси веществ является то, что для получения низких концентраций паров легколетучих веществ в газе, таких как аммиак или этанол и др., необходимо использовать по крайней мере два приспособления для разбавления газопаровой смеси, что усложняет конструкцию устройства и снижает точность приготовления заданной концентрации пара вещества в газе.

Задача изобретения состояла в разработке таких способа и устройства для приготовления газопаровой смеси веществ, которые обеспечивают широкий диапазон концентраций пара в газе без применения дополнительных ступеней разбавления (при однократном акте разбавления).

Указанная задача решается тем, что предложен способ приготовления калибровочной газопаровой смеси, при котором жидкое вещество, используемое для калибровки, помещают в сосуд, частично заполняя его, через свободное от жидкости пространство сосуда пропускают газ, насыщаемый парами вещества, и концентрацию пара в газе изменяют путем изменения расхода газа, в котором согласно изобретению жидкое вещество помещают в сосуд в виде раствора легколетучего вещества, создают разрежение, под действием которого атмосферный воздух, смешиваясь с парами вещества, находящимися в свободном от жидкости пространстве сосуда в равновесии с раствором вещества, образуют газопаровую смесь, причем концентрацию пара вещества в газе дополнительно изменяют путем изменения концентрации вещества в растворе.

Задача решается также тем, что предложено устройство для приготовления калибровочной газопаровой смеси, содержащее сосуд для насыщения газа парами вещества, съемную крышку, герметично перекрывающую горловину сосуда, газовую линию для подвода газа в сосуд, газовую линию для вывода газа, насыщенного парами вещества из сосуда, приспособление для разбавления газопаровой смеси и побудитель расхода газа, в котором согласно изобретению приспособление для разбавления газопаровой смеси выполнено в виде тройника, установленного на съемной крышке сосуда для насыщения, причем один канал тройника соединен с атмосферой и в нем установлено регулируемое пневмосопротивление, другой канал тройника через крышку введен в свободное от жидкости пространство сосуда, а третий канал тройника соединен с газовой линией для вывода газа, насыщенного парами вещества, в которой установлен побудитель расхода газа.

Другим отличием предлагаемого устройства является то, что в съемной крышке сосуда выполнено отверстие для заполнения сосуда раствором вещества, герметично перекрываемое съемной пробкой.

Благодаря отмеченным выше особенностям предлагаемых способа и устройства для приготовления калибровочной газопаровой смеси веществ в них обеспечивается изменение концентрации пара вещества в газе в широком диапазоне. Это обеспечивается тем, что изменение концентрации пара вещества в газе обеспечивается не только путем изменения расхода газа, но и путем изменения концентрации вещества в растворе. При этом конструкция устройства существенно упрощается.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен вид предлагаемого устройства в разрезе.

Устройство содержит сосуд 1 для насыщения газа парами вещества и крышку 2, герметично перекрывающую горловину сосуда 1. На крышке 2 установлен тройник 3, имеющий соответственно три газовых канала 4, 5 и 6. Газовый канал 4 тройника 3 соединен с помощью отверстия 7 с атмосферой и в нем установлено регулируемое пневмосопротивление 8, выполненное в виде винта с резьбой, ввинчиваемого в резьбу на внутренней поверхности канала 4. Канал 5 тройника 3 через крышку 2 введен в свободное от жидкости пространство сосуда 1. Канал 6 тройника 3 соединен с газовой линией 9 для вывода газопаровой смеси из сосуда 1, в которой установлен побудитель расхода 10 газа. Выход побудителя расхода 10 газа соединен с детектором 11 для измерения концентрации пара в газе, например фотоионизационным детектором. Канал 5 тройника 3, введенный в свободное от жидкости пространство сосуда 1, соединен с каналом 12, герметично перекрываемым пробкой 13. При открытой пробке 13 каналы 5 и 12 образуют отверстие, через которое в сосуд вводится раствор вещества.

В соответствии с предлагаемым способом описанное устройство работает следующим образом.

Открывают пробку 13, через образовавшееся отверстие в сосуд 1 с помощью пипетки или шприца (на чертеже не показаны) вводят раствор легколетучего вещества, например водный раствор аммиака, частично заполняя его. Затем закрывают канал 12 пробкой 13 и включают побудитель 10 расхода газа. Под действием побудителя 10 расхода газа во внутренних каналах тройника 3 создается разряжение, под действием которого в тройник 3 по каналу 5 поступают пары вещества, находящиеся в свободном от жидкости пространстве сосуда 1 в равновесии с раствором вещества в сосуде 1. По действием этого же разряжения по зазору, образованному резьбой винта 8 и резьбой на внутренней поверхности канала 4, в тройник через отверстие 7 поступает атмосферный воздух, который, смешиваясь с парами вещества, образует газопаровую смесь. Газопаровая смесь по каналу 6 тройника и газовой линии 9 поступает в побудитель 10 расхода газа и из него в детектор 11, например фотоионизационный детектор. Концентрацию пара в газе (воздухе) изменяют путем регулирования положения винта 8 в канале 4 тройника 3. Путем изменения положения винта 8 в канале 4 изменяется длина зазора, образуемого резьбой винта 8 и резьбой канала 4 и, следовательно, величина сопротивления потоку газа (воздуха) в канале 4. Концентрация пара вещества (аммиака) в газе (воздухе) в предлагаемом способе может изменяться также путем изменения концентрации вещества в растворе, вводимом в сосуд 1. И, наконец, как и во всех подобных устройствах, концентрация пара в газе может меняться путем изменения температуры сосуда 1 при размещении сосуда 1 в термостате (не показан). Это обеспечивает возможность изменения концентрации пара вещества в газе в очень широких пределах (до трех порядков величин). Для аммиака этот диапазон составляет от 1 до 3000 мг/м³.

Изобретение предназначено для приготовления калибровочных газопаровых смесей веществ. Предложен способ приготовления газопаровой смеси веществ путем пропускания газа через свободное от жидкости пространство сосуда, частично заполненное жидким веществом, и изменения концентрации пара в газе за счет изменения расхода газа, в котором вещество помещают в сосуд в виде его раствора, и концентрацию пара вещества в газе дополнительно изменяют путем изменения концентрации вещества в растворе. Предложено устройство для осуществления этого способа, содержащее сосуд для насыщения газа парами вещества, крышку для сосуда, газовые линии для подвода и вывода газа, приспособление для разбавления газопаровой смеси и побудитель расхода, в котором приспособление для разбавления газопаровой смеси выполнено в виде тройника, установленного на крышке сосуда, причем один канал тройника соединен с атмосферой и в нем установлено регулируемое пневмосопротивление, второй канал тройника через крышку введен в свободное от жидкости пространство сосуда, а третий канал тройника соединен с газовой линией для вывода газопаровой смеси из сосуда. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ приготовления калибровочной парогазовой смеси, при котором жидкое вещество, используемое для калибровки, помещают в сосуд, частично заполняя его, через свободное от жидкости пространство сосуда пропускают газ, насыщаемый парами вещества, и концентрацию пара вещества в газе изменяют путем изменения расхода газа, отличающийся тем, что жидкое вещество помещают в сосуд в виде раствора легколетучего вещества, создают разрежение, под действием которого атмосферный воздух, смешиваясь с парами вещества, находящимися в свободном от жидкости пространстве сосуда в равновесии с раствором вещества в сосуде, образует газопаровую смесь, причем концентрацию пара вещества в газе дополнительно изменяют путем изменения концентрации вещества в растворе. 2. Устройство для приготовления калибровочной газопаровой смеси, содержащее сосуд для насыщения газа парами вещества, съемную крышку, герметично перекрывающую горловину сосуда, газовую линию для подвода газа в сосуд, газовую линию для вывода газа, насыщенного парами вещества из сосуда, приспособление для разбавления газопаровой смеси и побудитель расхода газа, отличающееся тем, что приспособление для разбавления газопаровой смеси веществ выполнено в виде тройника, установленного на съемной крышке сосуда для насыщения, причем один канал тройника соединен с атмосферой и в нем установлено регулируемое пневмосопротивление, другой канал тройника через крышку введен в свободное от жидкости пространство сосуда, а третий канал тройника соединен с газовой линией для вывода газа, насыщенного парами вещества, в которой установлен побудитель расхода газа. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в крышке сосуда выполнено отверстие для заполнения сосуда раствором вещества, герметично перекрываемое съемной крышкой.