СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ГАЗОАНАЛИЗАТОРА С СОРБЦИОННЫМ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 2008 года по МПК G01N5/00 

Описание патента на изобретение RU2339932C2

Способ относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для юстировки газоанализаторов с сорбционными чувствительными элементами, сорбционная способность которых зависит от температуры, например, сорбционно-частотных гигрометров.

Известны способы юстировки газоанализаторов, в том числе гигрометров, основанные на определении действительной концентрации измеряемого компонента другим методом, например путем создания газовых смесей с эталонным содержанием измеряемого компонента или сличения показаний юстируемого прибора с образцовым.

Сущность одного из известных способов юстировки гигрометров заключается в том, что газ пропускают через насыщающее устройство-увлажнитель специальной установки при температуре t1 и затем через рабочую камеру с датчиком гигрометра при температуре t2 (t2>t1). Определяют действительную влажность по отношению давлений водяного пара при температуре t1 и t2 и выставляют показания гигрометра в соответствии с этой влажностью (Разин В.М., Ткаченко М.Ф. "Установка для градуировки гигрометров" Об. "Измерение влажности твердых материалов и газов" ЦИНТИЭЛЕКТРОПРОМ, 1960).

Основным недостатком известного способа является сложность и длительность процесса юстировки в условиях эксплуатации.

Целью предлагаемого способа является упрощение юстировки и сокращение длительности юстировки в условиях эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что юстировку проводят на анализируемом газе, для чего чувствительный элемент газоанализатора помещают в анализируемую среду, определяют действительную концентрацию измеряемого компонента другим методом и выставляют действительную концентрацию измеряемого компонента в соответствии с этой концентрацией, нагревают чувствительный элемент на определенную разность температур от номинальной рабочей температуры, например, путем увеличения подводимого к нему напряжения. Фиксируют изменение выходного сигнала за счет нагрева элемента, по величине которого определяют действительную концентрацию, используя заранее установленную функциональную зависимость между изменением выходного сигнала за счет нагрева элемента на ту же разность температур и концентрацией измеряемого компонента.

При увеличении температуры чувствительного элемента происходит уменьшение выходного сигнала первичного преобразователя вследствие уменьшения массы сорбированного из газовой среды измеряемого компонента, причем уменьшение выходного сигнала находится в функциональной зависимости от концентрации измеряемого компонента. Указанную функциональную зависимость можно определить заранее, нагревая чувствительный элемент на ту же разность температур в средах с известным содержанием измеряемого компонента.

Пример. Пьезосорбционный чувствительный элемент, включенный в схему первичного преобразователя гигрометра, имеет вполне определенную рабочую температуру t1 за счет подводимого к нему напряжения U. Пусть при температуре чувствительного элемента t1 показания гигрометра равны ϕ1. Если увеличить температуру чувствительного элемента на величину Δt, например, путем увеличения подводимого к нему напряжения, то новые установившиеся показания ϕ2 будут меньше первоначальных на величину Δϕ. Уменьшение показаний происходит вследствие уменьшения массы паров воды, сорбированной чувствительным элементом.

Для сорбционно-частотного гигрометра были определены градуировочные характеристики: показания гигрометра в средах с эталонной влажностью при двух фиксированных температурах t1=+20°С - номинальной рабочей температуре элемента и t2=+21°С - температуре элемента при увеличении напряжения, подводимого к нему, на величину ΔU. По этим характеристикам была построена функциональная зависимость между изменением показаний гигрометра Δϕ за счет нагрева чувствительного элемента на 1°С и относительной влажностью ϕ (см. чертеж).

На чертеже изображена функциональная зависимость между изменением показаний сорбционно-частотного гигрометра Δϕ за счет нагрева чувствительного элемента с сорбционной пленкой капрона на величину Δt=t2-t1 и относительной влажностью ϕ.

Полученная зависимость Δϕ=f(ϕ) была использована в дальнейшем для юстировки гигрометров на анализируемом газе в процессе эксплуатации.

Юстировка производилась следующим образом:

а) определяли показания гигрометра ϕ1 при номинальной рабочей температуре чувствительного элемента t1;

б) повышали температуру элемента на величину Δt путем увеличения напряжения питания на ΔU;

в) определяли установившиеся показания гигрометра ϕ2 и определяли изменение показаний гигрометра Δϕ=ϕ12;

г) определяли влажность анализируемой среды ϕ по величине Δϕ, используя зависимость Δϕ=f(ϕ), показанную на чертеже;

д) понижали температуру элемента до номинального значения;

е) после установления показаний гигрометра выставляли его значение на величину, соответствующую найденной влажности ϕ.

При этом было установлено, что точность юстировки составляет ±1%, время юстировки не превышает 15 мин, не требуется специальной установки эталонной влажности. Использование предлагаемого способа юстировки газоанализаторов с сорбционными чувствительным элементами обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а) возможность юстировки на анализируемом газе без применения эталонных газовых смесей:

б) значительное сокращение времени юстировки;

в) снижение затрат на изготовление и постановку потребителю специальных средств юстировки.

Похожие патенты RU2339932C2

название год авторы номер документа
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2020
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
  • Кондратьев Илья Александрович
RU2745082C1
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2015
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
  • Завала Виктор Александрович
RU2608979C2
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2022
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
RU2796000C1
СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИХ ГИГРОМЕТРОВ 2014
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
  • Кондратьев Илья Александрович
RU2572064C1
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКАЯ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНАЯ ЯЧЕЙКА 2021
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
RU2780308C1
ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО 1991
  • Дикарев В.И.
  • Панченко Р.Б.
  • Федоров В.В.
RU2012847C1
ГИГРОМЕТР 2022
  • Носенко Леонид Федосеевич
  • Пирог Виктор Павлович
RU2798330C1
Способ эксплуатации промышленной установки с адсорбером и промышленная установка с адсорбером 2017
  • Тротт Томас
  • Кристиан Хорн
RU2738117C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ В ЗАДАННОЙ ОБЛАСТИ ИОНОСФЕРЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Заренков В.А.
  • Заренков Д.В.
  • Дикарев В.И.
  • Койнаш Б.В.
RU2251713C1
Способ оценки фаз многочастотных периодических сигналов в условиях наличия помех с использованием компенсации шумов преобразования 2020
  • Белогуров Владимир Александрович
  • Золотарев Владимир Алексеевич
RU2740790C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ГАЗОАНАЛИЗАТОРА С СОРБЦИОННЫМ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Способ относится к области аналитического приборостроения и может быть использован для юстировки газоанализатора с сорбционными чувствительными элементами, сорбционная способность которых зависит от температуры, например, сорбционно-частотных гигрометров. Способ заключается в том, что чувствительный элемент нагревают на определенную разность температур от номинальной рабочей температуры, например, путем увеличения подводимого к элементу напряжения. Фиксируют изменение показаний газоанализатора за счет нагрева элемента, по величине которого определяют действительную концентрацию, используя заранее установленную функциональную зависимость между изменением показаний за счет нагрева элемента на указанную разность температур и концентрацией измеряемого компонента. Возвращаются к номинальной температуре и после установления показаний газоанализатора выставляют его значение на величину, соответствующую найденной концентрации. Техническим результатом изобретения является упрощение юстировки и сокращение ее длительности в условиях эксплуатации. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 339 932 C2

Способ юстировки газоанализатора с сорбционным чувствительным элементом, например сорбционно-частотного гигрометра, заключающийся в том, что чувствительный элемент помещают в анализируемую газовую среду, определяют действительную концентрацию измеряемого компонента другим методом и выставляют действительную концентрацию измеряемого компонента в соответствии с этой концентрацией, отличающийся тем, что чувствительный элемент нагревают на определенную разность температур от номинальной рабочей температуры, например, путем увеличения подводимого к элементу напряжения, фиксируют изменение выходного сигнала за счет нагрева элемента, по величине которого определяют действительную концентрацию, используя функциональную зависимость между изменением выходного сигнала за счет нагрева элемента на указанную разность температур и концентрацией измеряемого компонента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2339932C2

Способ юстировки чувствительного элемента весов 1987
  • Романов Валерий Леонидович
  • Деньщиков Евгений Иванович
SU1422014A1
Способ периодической поверки термомагнитных газоанализаторов 1987
  • Калинин Сергей Сергеевич
  • Материй Евгений Александрович
  • Челенков Андрей Иванович
SU1548744A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1987
  • Мурашев А.М.
  • Волчков О.С.
  • Пустовалов А.И.
SU1825171A1
US 5636135, 03.06.1997.

RU 2 339 932 C2

Авторы

Иващенко Виталий Евгеньевич

Воронова Тамара Сергеевна

Габа Александр Михайлович

Даты

2008-11-27Публикация

2005-08-01Подача