ГАЗОАНАЛИЗАТОР АЗОТА В АЗОТНО-АРГОНОВОЙ СМЕСИ Российский патент 2019 года по МПК G01N21/67 

Предлагаемое изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для определения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси.

Известно изобретение «Спектральный способ оперативного определения малых концентраций азота и кислорода в газовых смесях с гелием и устройство его осуществления» (Патент на изобретение RU №2232982 МПК G01N 27/62, G01N 21/62 опубликовано 20.07.2004). Техническим результатом является обеспечение одновременного измерения малых концентраций азота (20…500 ррm) и кислорода (5…50 ррm) в газовых смесях с гелием 0,2…2,0 атм.

Недостатком этого способа определения малых концентраций азота и кислорода в газовых смесях с гелием является то, что концентрации азота и кислорода вычисляют по формулам, в которые входят коэффициенты, определяемые по калибровочным кривым для данного давления. Определение данных коэффициентов является сложной задачей, об этом говорят их экспериментальные данные, которые имеют большой разброс по погрешностям, так же газовая камера не термостабилизирует поток анализируемого газа, что дает дополнительную погрешность измерения концентрации азота и кислорода в зависимости от температуры окружающей среды.

Известна полезная модель «Датчик для измерения концентрации азота в аргоне» (Патент на полезную модель RU №57010 МПК G01N 21/67 опубликовано 27.09.2006), в которой для измерения концентрации азота в аргоне используется разряд в термостатируемом потоке анализируемого газа при атмосферном давлении с применением внешнего источника возбуждения высоковольтными импульсами напряжения. Датчик обеспечивает измерение концентрации азота в аргоне в диапазоне от 2⋅10^-4 до 1⋅10^-2% (2…1000 ррm).

Этот датчик используется в серийно выпускаемом газоанализаторе СВЕТ. Газовая схема датчика газоанализатора (Фиг. 1) состоит из: штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления газа «после себя» 1, постоянного пневмосопротивления 2, переходного тройника 3, который делит схему на две части, одна часть состоит из стабилизатора давления «до себя» 4, штуцера БАЙПАС; другая часть состоит из постоянного пневмосопротивления 5, разрядной камеры 6, постоянного пневмосопротивления 7, индикатора расхода 8, штуцера ВЫХОД ГАЗА.

При выпуске из производства каждый газоанализатор юстируется в соответствии с методикой, приведенной в руководстве по эксплуатации. В ходе юстировки с помощью стабилизатора «до себя» устанавливаются условия разряда в разрядной камере - давление и расход анализируемого газа.

Недостатком газовой схемы датчика газоанализатора СВЕТ, является то, что при эксплуатации могут изменяться условия установленные юстировкой при выпуске из производства - давление и расход в разрядной камере. Это происходит при изменении расхода газа через байпасную линию на штуцере БАЙПАС: в случаях для быстрого подвода анализируемого газа увеличивают расход через штуцер БАЙПАС, при этом давление и расход в разрядной камере уменьшается, а при экономии анализируемого газа уменьшают расход газа через штуцер БАЙПАС при этом давление и расход в разрядной камере увеличивается, что нарушает юстировку газоанализатора, а для работы на этих давлениях и расходе в разрядной камере требуется проведения новой дополнительной юстировки.

Техническим результатом изобретения является сохранение установленных условий при юстировке давления и расхода в разрядной камере при изменении расхода через штуцер БАЙПАС при выпуске из производства.

Поставленная цель достигается тем, что в газовую схему датчика газоанализатора СВЕТ вместо стабилизатора давления «до себя» введен стабилизатор перепада давления, который поддерживает постоянным перепад давления между выходными штуцерами ОП и ВЫХ при изменении давления на штуцере ВХ и подключенных к участку газовой схемы, где находится разрядная камера и последовательно с ней соединенное пневмосопротивление, что позволяет сохранять условия, установленные юстировкой при выпуске из производства.

Схема газоанализатора приведена на Фиг. 2 и состоит из: штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя» 1, переходного тройника 3, постоянного пневмосопротивления 2, дросселя 9, штуцера БАЙПАС, стабилизатора перепада давления 10, разрядной камеры 6, постоянного пневмосопротивления 7, индикатора расхода 8, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерений 11.

Газоанализатор работает следующим образом. Анализируемый газ через штуцер ВХОД ГАЗА поступает на штуцер «Вх» стабилизатора давления «после себя» и на штуцере «Вых» этого стабилизатора появляется установленное давление, далее газ поступает на переходной тройник, который делит анализируемый газ на две части, одна часть поступает на постоянное пневмосопротивление, переменное пневмосопротивление и штуцер БАЙПАС, другая часть поступает на штуцер «Вх» стабилизатора перепада давления и на штуцеры «Оп» и «Вых» подключенных к участку, где находятся разрядная камера и последовательно с ней соединенное пневмосопротивление, устанавливается заданный перепад давления. При постоянном перепаде давления, давление и расход газа в разрядной камере будут стабильны и используемый разряд от источника возбуждения высоковольтными импульсами напряжения, который находится в блоке измерения при измерении концентрации азота тоже будет стабильным и будет стабильна люминисценция азота. Далее газ поступает на индикатор расхода газа и на штуцер ВЫХОД ГАЗА. При изменении расхода газа через штуцер БАЙПАС с помощью переменного пневмосопротивления на штуцере «Вых» стабилизатора давления «после себя» давление может измениться, но это изменение не будет влиять на установленный перепад давленния стабилизатора перепада давления, значит во время эксплуатации сохраняются условия, установленные при юстировке при выпуске газоанализатора из производства.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для определения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси. Газоанализатор, предназначенный для измерения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси, состоит из штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя», переходного тройника, постоянного пневмосопротивления, штуцера БАЙПАС, стабилизатора препада давления, разрядной камеры, постоянного пневмосопротивления, индикатора расхода газа, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерения, при этом юстировочные условия - давление и расход в разрядной камере задаются с помощью стабилизатора перепада давления. Техническим результатом является увеличение юстировочного и межповерочного интервала. 2 ил.

Газоанализатор, предназначенный для измерения концентрации азота в азотно-аргоновой смеси, состоящий из штуцера ВХОД ГАЗА, стабилизатора давления «после себя», переходного тройника, постоянного пневмосопротивления, штуцера БАЙПАС, стабилизатора препада давления, разрядной камеры, постоянного пневмосопротивления, индикатора расхода газа, штуцера ВЫХОД ГАЗА, блока измерения, отличающийся тем, что юстировочные условия - давление и расход в разрядной камере задаются с помощью стабилизатора перепада давления.