Способ определения концентрации компонентов бинарных смесей газов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их химических и физических свойств, в частности с помощью ультразвуковых колебаний, и может быть использовано при определении концентрации компонентов бинарной газовой смеси. Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности путем сокращения продолжительности испытаний и использования зависимости скорости ультразвуковых колебаний компонентов смеси от давления и температуры.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ определения концентрации компонентов бинарнь:х смесей газов.

Устройство содержит испытательную камеру 1 и размещенные в ней излучатель 2 и 3 ультразвуковых колебаний. Излучатель 2 соединен с выходом генератора 4 ультразвуоквых колебаний, а приемник 3-е входом блока 5 измерения скорости, второй вход которого -подключен к выходу генератора 4. В испытательной камере 1 перемещается поршень 6. Измеритель 7 давления соединен с испытательной камерой 1.

Способ определения концентрации компонентов бинарных смесей газов осуществляется следующим образом.

В испытательную камеру 1 помещают исследуемую смесь газов при нормальных внешних условиях. С помощью генератора. 4 возбуждают излучатель 2, сигналы которого после прохождения через исследуемую смесь газов принимает приемник 3. Блок 5 измере- Iiия скорости измеряет скорость ульт- развуковых колебаний в смеси газов. При перемещении поршня 6 в испытательной камере 1 повышается давление в смеси газов, которое измеряют измерителем 7 давления. Вместе с изменением давления в процессе адиабатического гсжатия исследуемой смеси повьшается температура, скорость изменения которой однозначно связана с давлением. Для газов эта зависимость выражается уравнением. Ван-дер- Ваальса

Р

RT а V-b V

внишш

Заказ 1624/42

Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Р - давление;

Т - температура; V - объем; а,Ь- постоянные Ван-дер-Ваальса,

определяемые экспериментально.

Температура, одинаковая во всех точках, изменяется вслед за изменением давления со скоростью звука, т.е. выхода на рабочий режим измерения, составляет величину порядка 1,6 10 °С для размеров измерительной камеры I порядка 0,5 м. По измеренным параметрам давления и скорости ультразвуковых колебаний находят температуру и концентрацию компонентов смеси газов, используя градуировочные зависимости. Конечная величина изменения давления выбирается заранее

исходя из условий необходимой точности, требований техники безопасное- ти и условий существования самой смеси, что обусловлено возможностью протекания нежелательных химических реакций, приводящих к разложению или соединению компонентов смеси, т.е. изменению самого исследуемого объекта.

. Изобретение позволяет повысить точность и производительность опре- делег-шя концентрации компонентов бинарных смесей газов.

Формулаизоб ретения

Способ определения концентрации компонентов бинарных смесей газов,

заключающийся в том, что в исследуемой смеси газов возбзгждают ультразвуковые колебания, нагревают смесь газов и измеряют скорость ультразвуковых колебаний, по которой определяют концентрацию компонентов бинарной смеси газов, отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, нагревание бинарной

смеси производят путем ее адиабатического сжатия, измеряют давление смеси и по измеренным параметрам с учетом тарировочной зависимости определяют температуру и концентрацию

компонентов бинарной смеси газов.

Тираж 777

Подписное

Изобретение относится к области определения состава веществ акустическими методами. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности за счет сокращения продолжительности испытаний и использования зависимости скорости ультразвуковых колебаний компонентов смеси от давления и температуры. Для обеспечения максимальной чувствительности способа определения концентрации компонентов бинарных смесей газов исследуемую смесь газов, помещенную в испытательную камеру 1 с размещенным в ней источником 2 и 1фиемником 3 ультразвуковых колеба ний, адиабатически сжимают поршнем 6. Б процессе адиабатического сжатия происходит изменение температуры во всем объеме исследуемой смеси газов, однозначно связанное с давлением. По измеренным параметрам: скорости ультразвука (УЗК) при нормальных ,внешних условиях и давлению и ско- рости УЗК в процессе адиабатического сжатия с учетом тарировочных зависимостей, определяют температуру и концентрацию компонентов бинарных смесей газов. 1 ил. (Л