Устройство для измерения микроконцентраций горючих газов Советский патент 1983 года по МПК G01N27/16 

Изобретение относится к газовом анализу, в частности к анализу микроконцентраций горючих газов, и может найти применение в различных областях промышленности, например, для измерения предельно допустимых концентраций токсичных газов в производственных помещениях.

Известно устройство для определения микроконцентраций горючих газов основанное на поглощении из анализируемой пробы измеряемого газового компонента твердым сорбентом и последующей его десорбции путем нагрева сорбента 1J.

По содержанию газа в продуктах десорбции судят о концентрации его в исходной анализируемой пробе, что усложняет процесс обработки получаемой информации и снижает ее достоверность-.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения микроконцентрацйй горючих газов, содержащее блок пробоотбора на вход сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установленный на выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком и электромагнитными кранамипереключателями, установленными на входе колонны и на выходе датчика, блок питания с контактором на его выходе 2 .

Недостатком известного способа является то, что при использовании его для термохимического газового анализа снижается точность измерения из-за частичного сгора- . НИН газового компонента на самом датчике - на его чувствительном термопреобразовательном элементе.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения микроконцентраций горючих газов, содержащее блок пробоотбора на входе сорбционной колонны, снабженной элетрическим нагревателем для десорбци газа, датчик газа, установленный на.выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны и выходе датчика, блок питания с контактором навыходе/ снабжено регулятором расхода газа, установленным в

циркуляционном контуре, таймером,в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально замкнутые контакты таймера установлены в цепях питания привода насоса, на5 гревателя сорбционной колонны и электромагнитных кранов-переключателей .

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

0 Устройство содержит блок пробоотбора 1, в котором анализируемая проба газа подготавливается к анализу по давлению, температуре и расходу, а также из нее удаляются механи5 ческие и агрессивные примеси, блок пробоотбора установлен на входе в сорбционную колонну 2, выполненную в виде фторопластовой трубки, заполненной сорбентом - синтетическими цеолитами , и снабженную электрическим нагревателем 3 для десорбции газа, накопленного на сорбенте, на выходе колонны 2 установлен термокаталитический датчик 4 с регистрирующим (самопишущим ) прибором 5 и побуди5 тель расхода б для просасывания анализируемой пробы через сорбционную колонну. На вход побудителя расхода б (эжектора ) подается сжатый инструментальный воздух для подсоса

0 анализируемого газа, который подается на-вход блока пробоотбора 1.

На входе сорбционной колонны 2 и выходе датчика 4 установлены двухпозиционные краны-переключатели 7

5 и 8, которые снабжены электромагнитами 9 и 10 и возвратными пружинами 11 и 12. С помощью кранов-переключателей 7 и 8 создается замкнутый циркуляционный контур, включающий

в себя сорбционную колонну 2, датчик 4, ротационный насос 13 .с электроприводом 14 (двигателем)и регулятор (стабилизатор ) 15 расхода га.за.

Питание электропривода (двига5 теля ) 14 насоса 13, обмоток электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и нагревателя 3 сорбционной колонны 2 осуществляется от блока 16 питания через нормально зам0 кнутые контакты соответственно 17, 18 и 19 реле времени с регулируемой установкой времени - таймера 20. Подача напряжения на электропривод 14, электромагниты 9 и 10, нагре5 ватель 3 и пусковую обмотку таймера

20осуществляется одновременно при включении контактора 21, а питание датчика 4 - непрерывно.

Устройство работает следующим 0 образом.

В исходном положении контактор

21выключен и напряжение на электромагнитах 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, на нагревателе 3 ко5 лонны 2 и на электроприводе 14 циркуляционного насоса 13 отсутствует. Краны-переключатели 7 и 8 находятся в положении, изображенном на чертеже. В этом случае циркуляционный контур отключен и через колонну 2 с помощью эжектора б просасывается проба анализируемой газовой смеси из контролируемого помещения. Проба проходит последовательно блок пробо отбора 1, кран-переключатель 7, сор ционную колонну 2, датчик 4, кранпереключатель 8 и эжектор 6. При этом газовый компонент анализируемо пробы накапливается на твердом сорбенте - синтетических цеолитах, запрлняк щем сорбционную колонну, а воздух сбрасывается на выходе эжектора б. После окончания цикла накопления включается контактор 21. При этом через нормально замкнутые контакты 17, 18 и 19 таймера 20 подается напряжение на привод 14 циркуляцион ного насоса 13, на обмотки электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и на нагреватель 3 сорбци онной колонны 2. Одновременно подается напряжение на пусковую обмотку реле времени - таймера 20. Краны переключатели 7 и 8 переводятся в обратное (по сравнению с изображенным .на чертеже ) положение и замы кают вход колонны 2 с выходом ротационного насоса 13 и выход датчика 4 с входом регулятора (стабилизато,ра I 15, ротационный насос 13 приводится в движение и начинает перекачивать (.циркулировать ) смесь внутри замкнутого контура, а колонна нагревается и выдает в контур циркуляции накопленный газ. Циркули руемый газ в замкнутом контуре многократно и последовательно проходит сорбционную колонну 2, датчик 4, кран-переключатель 8, регуля тор (стабилизатор ) 15, насос 13, М ан-переключатель 7 и т.д. Концент рация газа.в циркуляционном контуре нарастает со временем, величина ее измеряется датчиком 4 и регистрируется самопишущим прибором 5. После истечения времени уставки таймера 20 он срабатывает/ размыкает свои нормально замкнутые контакты 17, 18 и 19 и обесточивает цепи питания электропривода 14 насоса 13, электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, которые с помощью возвратных пружин 11 и 12 возвращаются в исходное положение, и нагревателя 3 сорбционной колонны 2. Выключением контактора 21 снимается напряжение с пусковой обмотки таймера 20, который также возвращается в исходное положение. Благодаря этому устройство в целом подготовлено для следурвдего цикла измерения. Время уставки реле времени - таймера 20 выбирается таким, чтобы концентрация газа в циркуляционном контуре достигала установившегося (стационарного ) значения, по которому судят о концентрации газа в исходной анализируемой,пробе. Устройство позволяет обеспечить стабильность расхода смеси в циркуляционном контуре и неизменность времени циркуляции, что дает возможность, повысить точность измерения за счет устранения влияния на показания датчика подгорания газа на его чувствительном элементе. Преимуществом устройства явля- ется возможность непосредственного наблюдения за динамикой десорбции газа в процессе циркуляции и обеспечение объективного критерия окончания этого процесса - переход в стационарный режим, что в конечном итоге повышает достоверность получаемой информации. Изобретение позволит улучшить контроль атмосферы в производственных помещениях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ |МИКРОКОНЦЁНТРАЦИЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее блок пробоотбора на вх сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для де сорбции газа, датчик газа, устано ;Ленный на выходе сорбционной кол ны, побудитель расхода для просаf &-::. J3 / сывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и,электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны И выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулятором расхода газа, установленным в циркуляционном контуре,таймером, в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально замкнутые контакты таймера установлены в цепях питания привода циркуляционного насоса, нагревателя сорОционной колонны и электромагнитных-крановпереключателей .