Устройство для приготовления градуировочных смесей Советский патент 1987 года по МПК G01N7/00 G01N1/00 

Изобретение относится к методам получения газовых или парогазовых смесей для градуировки газоанализаторов.

Цель изобретения - упрощение процедуры приготовления смесей во всем градуировочном диапазоне концентраций и повышение точности приготовления смесей в области низких концентраций эталонного вещества.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство для приготовления гра- дуировочных смесей содержит источник 1 газообразного эталонного вещества, источник 2 газа-разбавителя, переключающий кран 3, дозирующий сосуд в виде двух камер 4 и 5, смесительный сосуд 6, снабженный нагревателем 7, переключающий кран 8, регулятор 9 расхода газа-разбавителя, регулятор 10 давления и пневмодроссель 11, установленные на линии эталонного вещества.

На схеме показаны также точки подключения контрольных манометров 12 и градуируемого газоанализатора 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом цикла дозирования переключающие краны 3 и 8 устанавливают Б такие положения, в которых газовые потоки проходят по каналам, обозначенным сплошными линиями. При этом эталонный газ из источника 1 проходит через кран 8, камеру 4 дозирующего сосуда, смесительный сосуд 6, камеру 5 и сбрасывается через кран 8 и дроссель 11, а газ-разбавитель из источника 2 через кран 3 поступает в газоанализатор 13, который в это время регистрирует нулевой уровень выходного сигнала своей детектирующей системы.

После заполнения сосудов эталонным газом отключают их с помощью крана 8 от источника 1. При этом эталонный газ поступает через кран 8 (через канал, обозначенный пунктиром) и дроссель 11 на сброс. При необходимости он может быт перекрыт.

Затем переключают кран 3, и газ- разбавитель из источника 2, проходя по каналам, обозначенным пунктирными линиями, вытесняет эталонный газ из смесительного сосуда в анализатор 13, а часть эталонного газа остается в камерах 4 и 5 дозирующего

12819842

сосуда. Количество эталонного т-аза, поступающего в анализатор, может быть определено из уравнения Менделеева

PV RT

или Gj

PMV RT

(1)

где Gj, - масса эталонного газа в смесительном сосуде;

P,V и Т - давление, объем и температура эталонного газа (V V(, - объем смесительного сосуда) ;

М - молекулярная масса эталонного газа;

R

Р V

п п

универсальная газовая

273,2

постоянная (Р - нормальное давлейие, V, - объем 1 газа при нормальных условиях) .

Подставив в уравнение (1) значение

получают

G,

- PMVg

273,2 + t

(2)

где t - температура газа. С; V - объем, дм ;

Р - давление, кПа. Соответственно количество эталонного газа, оставшегося в дозируемом сосуде, определяется выражением:

0,12U4 РМУ 1 273,2 + t

;

(3)

40

где Va - объем дозирующего сосуда. После вытеснения эталонного газа

и продувки смесительного сосуда 6 газом-разбавителем переключают кран 3 в исходное положение, сообщая камеры 4 и 5 дозирующего сосуда со смесительным сосудом 6.

Одновременно включают нагреватель 7, питающийся от генератора импульсного напряжения (не показан).

Эталонный г аз из дозирующего сосуда (камеры 4 и 5) через кран 3 (по каналам, обозначенным сплошными линиями) диффундирует в объем смесительного сосуда 6. Одновременно газ- разбавитель поступает из смесительного сосуда 6 в дозирующий сосуд. Процессу перемешивания способствует работа нагревателя 7, который соз3128

дает пульсацию давления и температуры, чем обеспечивается конвективное перемешивание газов. /.1д1итель- ность процесса перемешивания может быть определена расчетом или опытным путем и обусловлена конструктивными и схемными параметрами устройства. -Однако практически для трубчатых доз длиной до 10 см время перемешивания не должно превышать 1 мин. Количество эталонного газа в смесительном сосуде после первого цикла дозирования составляет

G.y,

V. + .У„

(4)

Соответственно количество эталонного газа в дозируюшем сосуде после первого цикла дозирования

Cia.Va

V, + V

(5)

Пользуясь указанными зависимостями, можно получить формулу для определения количества эталонного вещества в смесительном сосуде после каждого цикла дозирования ранее полученных смесей из дозирующего сосуда:

г - а У Уе с; (V + V,)

О

(6)

где i 1, 2, 3, ..., п

Таким образом, многократно повто- ряя описанные операции дозирования и вытеснения, получают требуемый набор смесей с концентрациями эталонного вещества, уменьшающимися от цикла к циклу.

Для расчета концентраций получаемых смесей можно пользоваться известными формулами, учитывающими давление газов в дозирующем и смесительном сосудах.

С помощью предлагаемого устрост- ва можно приготавливать смеси с какой-либо одной заданной концентрацией эталонного вещества. В этом случае подбором объемов дозирующего и смесительного сосудов задают степень разбавления эталонного газа. Перед началом цикла дозирования осуществляют продувку смесительного сосуда газом-разбавителем. При зтом поток газа-разбавителя проходит по каналам крана 3, обозначенным пунктирными линиями. Одновременно дозирующий соА4

суд (камеры 4 и 5) заполняют эталонным газом, который поступает от источника 1 по каналам крана 8, обозначенным сплошныьш линиями, 1осле окончания указанных операций переключают кран 8, отсекая дозируюищй сосуд от источника 1 эталонного газа. Затем переключают кран 3 в исходное положение, сообщая между собой

дозирующий и смесительный 6 сосуды (через каналы, обозначенные сплошными линиями) и переводя поток газа-разбавителя в анализатор 13.

После получения смеси переключают кран 3 в положение продувки и вытесняют смесь в анализатор 13. Затем подключают с помои1ью крана 8 дозирую- сосуд к источнику 1, после чего повторяют описанный цикл дозирования.

5

0

5

0

Формула изобретения

Устройство для приготовления гра- дуировочных смесей, содержащее источник газообразного эталонного вещества, источник газа-разбавителя, дозирующий и смесительный сосуды, шести- ходовой переключающий кран, первый и четвертый штуцеры которого подсоединены к входу и выходу смесительного сосуда, а второй и третий штуцеры - к источнику газа-разбавителя и градуируемому анализатору, отличающееся тем, что, с целью упрощения процедуры приготовления смесей во всем градуировочном диапазоне концентраций и повышения точ- ности приготовления в области низких концентраций, оно снабжено дополнительным четырехходовым переключающим краном, первый штуцер которого подсоединен к источнику эталонного вещества, а дозируюш51й сосуд выполнен в виду двух камер, одна из которых подсоединена своим выходом в второму штуцеру дополнительного крана, а выходом - к шестому штуцеру основного крана, вторая камера подсоединена своим выходом к пятому штуцеру основного крана, а выходом - к третьему штуцеру дополнительного крана, четвертый штуцер которого соединен со сбросной линией, причем смесительный сосуд снабжен перемешивающим устройством, выполненным в виде импульсного нагревателя.

Изобретение относится к методам получения газовьк или парагазовых смесей для градуировки газоанализаторов . Цель изобретения заключается в упрощении процедуры приготовления смесей во всем градуировочном диапазоне концентраций и повышении точности приготовления в области низких концентраций. Цель достигается за счет введения в устройство, содержащее источник 1 газообразного эталонного вещества, источник 2 газа-разбавителя, дозирующий сосуд в виде камер 4, 5, смесительный сосуд 6 и шестиходовой переключающий кран 3, дополнительного четырехходового переключающего крана 8 и снабжения смесительного сосуда перемешивающим устройством, выполненным в виде импульсного нагревателя 7. 1 ил. х- Х-: § (Л