Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в технологических процессах, в которых необходимо поддерживать постоянную концентрацию кислорода или контролировать его отстутствие.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращение времени и повьшюние точности.

Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях реализуется следующим образом. .

В способе определения количественного содержания кислорода в газовых смесях путем измерения физико-химических характеристик газовой смеси кислород, содержащийся в смеси,, предварительно переводят в активную форму: атом, синглетно возбужденную мо-. лекулу или озон, для чего газовую лмесь подвергают действию электромагнитного или ионизирующего излучения или электрического разряда, а затем лктивизированную газовую смесь анали- ;зируют спектрофотометрически, методом гзлектронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) или по тепловому эффекту (при помощи термопары).

Перевод кислорода в активное состояние достигается путем пропускания анализируемой смеси через зону микро- волнового излучения, источник ионизирующего излучения (например, Со ), электрический разряд или зону ультрафиолетового света. Затем активизи- .рованную газовую смесь направляют в детектор, где с помощью оптических или иных методов регистрируют содержание активной формы кислорода.

Пересчет между величиной сигнала детектора и содержанием кислорода в смеси осуществляют путем предварительной калибровки показаний.

П р и -м е р 1. Кислородно-гелиевую смесь, содержащую 90-0,1% кислорода, пропускают со скоростью 5 мл/с через резонатор микроволнового генератора (частота 0,1-1,5 см) и далее через детектор, представляющий собой термопару, на один спай которой нанесен слой гопкалита. Разница температур фиксируется гальванометром. Чувствительность измерения зависит от используемой электрической схемы. В простейшем исполнении прибор фиксирует изменения, охватывающие три по

рядка величины от 90 до 0,1 об.% кислорода р смеси.

Пример 2. Воздушную смесь, содержащую 20-4% кислорода, пропускают со скоростью 0,6 мл/с через зону облучения ультрафиолетовым светом от ПРК-2 и далее направляют в детектор по примеру 1.

Пример 3. Кислородно-азотную смесь, содержащую 20-0,001% кислорода, пропускают со скоростью 1,6 мл/с через оптическую кювету спектрофотометра, которая помещена перед зоной электрического разряда (напря- 5 жение на электродах 8,3 Кв, используют стеклянный барьер толщиной 1,3 MMj толщина газового слоя 2 мм) и затем через вторую оптическую кювету. Регистрируют разницу в оптической плотности газовой смеси на входе и выходе из разрядника в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой областях. Подбором длины оптического хода кюветы, в которой регистрируется поглощение света, можно контролировать содержание кислорода в пределах пяти порядков величины.

0

5

П.р и м е р 4. Кислородно-арго- новую смесь, содержащую 0,6-0,00001% кислорода, пропускают со скоростью О,1 мл/с при давлении 2-10 торр через рабочую зону источника ионизирздощего излучения (Со ) мощностью 20 мкюри; после облучения газовую смесь пропускают через резонатор спектрометра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР-20 ИХФ), которьй регистрирует содержание атомов кислорода в сис- теме.

Предлагаемый способ позволяет определять содержание кислорода в газовых смесях в пределах пяти-семи порядков величины концентрации.

Формула изобретения

Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях, включающий измерение физико-химических характеристик газовой смеси, по которым определяют количественное содержание в ней кислорода, отличающийся тем, что, с целью

расширения диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращения времени и повьш1ения точности, газовую смесь предварительно

312347594

подвергают активации путем воздей- химических характеристик осуществля- ствия на нее электромагнитным или ют соответственно спектрофотометрией ионизирующим излучением или электри- или методом электронно-парамагнитного ческим разрядом; а измерение физико- резонанса, или по тепловому эффекту.

Изобретение обеспечивает расширение диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращение времени и повьшение точности. Газовую смесь, содержащую кислород, активируют, подвергая действию электромагнитного или ионизирующего излучения или электрического разряда. Затем производят измерение физико-химических характеристик газовой смеси спектрофотометрически или методом электронно-парамагнитного резонанса или по тепловому эффекту. Для этого активизированную газовую смесь направляют в детектор, где с помощью оптических или иных методов регистрируют содержание активной формы кислорода. Пересчет между величиной сигнала детектора и содержанием кислорода в смеси осуществляют путем предварительной калибровки показаний. Способ позволяет определить содержание кислорода в газовых Смесях в пределах 5-7 порядков величины концентрации. (Л оо 4 СП со