Абсорбционный газоанализатор Советский патент 1960 года по МПК G01N21/33 

Заявлено 29 сентября 1959 г. за № 640079 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений № 21 за 1961 г.

Известен абсорбционный газоанализатор, основаяный на поглощении исследуемым компонентом световых лучей ультрафиолетовой части спектра, направляемых на исследуемую смесь через фильтр, и в котором используется для определения степени поглощения фото-, элемент с рабочей и компенсационной камерами со шторным механизмом.

Описываемый абсорбционный газоанализатор по сравнению с известнымИ более чувствителен и имеет повышенные эксплуатационные качества, так как рабочая камера выполнена с кольцевым каналом, что позволяет вводить газ с большой тангенциальной составляющей, равномерно распределять его по окружности и избежать загрязнения окошка камеры.

Абсорбционный газоанализатор предназначен для непрерывного, быстрого и точного определения содержания бензольных углеводородов в коксовом газе.

Газоанализатор может быть использован для определения и других веществ, поглощающих ультрафиолетовое излучение.

На чертеже изображена упрощенная блок-схема газоанализатора.

Ультрафиолетовое излучение ртутной лампы / направляется по двум оптическим каналам 2 и 3, которые заканчиваются фотоэлементами 4 к 5. В первом канале на пути прохождения излучения находится рабочая шторка 6 и вспомогательная шторка 7, предназначенная для возвращения схемы на нуль во врем-я проверки и корректировки показаний прибора.

№ 133266- 2 Во втором канале 3 на пути прохождения излучения расположена камера с компенсирующей шторкой 8, предназначенной для возвращения показаний -прибора яа условный нуль, если в обоих оптических каналах находится воздух, который очищен от бензольных углеводородов и влаги химочисткой воздуха 9. (Для других .случаев применения прибора это может быть газ, в котором определяется содержание вещества.)

Фотоэлементы 4 и 5 включены в схему измерительного мостика, двумя другими плечами которого являются обмотки трансформатора (на схеме не изображены).

Таким образом К двум точкам мостика приложено переменное направление трансформатора, а с других точек -мостика подается напряжение на вход электронного усилителя. Это напряжение может изменяться по величине и фазе в зависимости от того, какой фотоэлемент и на сколько больще освещен, что и дает возможность использовать его для управления щторкой 6, после соответствующего усиления И преобразования электрического сигнала во вращательное движение реверсивного двигателя 10, причем направление вращения зависит от фазы приложенного на вход усилителя напряжения, а скорость- от величины этого напряжения.

Если освещенность фотоэлементов одинаковая, то и фототоки их равны /4 /5. В этом случае напряжение на входе усилителя // равно Н}лю, и двигатель 10 находится в состоянии покоя- С двигателем 10 при помощи кинематической схемы связана рабочая шторка 6 и указывающая- каретка с указателем 12.

Указатель 12 приводится на нулевую отметку шкалы 13 шторкой 8, если в обоих оптических каналах находится воздух или другой газ. Если через рабочую камеру 3 проходит анализируемый газ, содержащий вещество, поглощающее ультрафиолетовое излучение, то уменьшается освещенность фотоэлемента 5 и реверсивный двигатель 10 начинает вращать шторку в сторону уменьшения освещенности фотоэлемента 4. Указатель 12 будет перемещаться и займет новое положение на шкале 13 прибора. Двигатель 10 остановится, когда освещенности 4 и 5 выравниваются. По указателю 12 и щкале 13 отсчитывают концентрацию вещества. Изменение концентрации вызовет изменение освещенности 5 и последующее выравнивание освещенности 4. Указатель 12 переместится в новое положение на шкале 13 прибора, соответствующее новой концентрации определяемого вещества.

Так как через рабочую камеру 3 непрерывно проходит газ, то и прибор непрерывно показывает и регистрирует содержание в нем вещества или суммы -веществ, поглощающих ультрафиолетовое излучение. Рабочая камера 3 имеет кварцевые окощки 14, через которые излучение проникает в камеру 3 и выходит из нее. Во время работы прибора, несмотря на тщательную очистку анализируемого газа химочисткой 15, на кварцевых окощках 14 откладывается налет и механические частички, которые поглощают часть излучения и это приводит к смещению условной «улевой точки, а следовательно, и всех показаний прибора в сторону завыщения.

Для устранения ощибки показаний от засорения оптической системы и ряда других факторов, как например: изменение температуры фотоэлементов, старение фотоэлементов и прочее, в приборе имеется автоматическая компенсация, действующая периодически (не изображенная на схеме).

Автоматическая компенсация не устраняет ошибки показаний, возникающей за счет изменения температуры газа. Эта ошибка составляет +0,036 г/ж на ±10. Градуировка прибора производилась при температуре газа 28°. При изменении температуры газа от 18 ао 38° ошибка изменится на 0,07 .

Стабилизация температуры внутри прибора практически полностью устраняет влияние изменений температуры газа, так как газ, проходя газовую систему прибора, принимает температуру, близкую к температуре -прибора. Стабилизация температуры внутри прибора устанавливается по необходимости и может быть осуществлена при помощи контактного термометра, ртутного реле и электронагревателей, установленных в нескольких точках внутри корпуса прибора.

Если температура в помещении колеблется в пределах +184-25° необходимость в стабилизации температуры прибора отпадает.

Предмет изобретения

Абсорбционный газоанализатор, основанный на поглощении исследуемым компонентом световых лучей ультрафиолетовой части спектра, направляемых на исследуемую смесь через фильтр, с использованием для определения степени поглощения фотоэлемента, с рабочей и компенсационной камерами со щторным механизмом, о г л ичающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности и эксплуатационных качеств, рабочая камера выполнена с кольцевым каналом.