Способ приготовления газовых смесей Советский патент 1988 года по МПК G06F15/173 

4

to

to

00

Изобретение относится к газовому анализу, а точнее к методам приготовления газовых смесей с известным содержанием одного из компонентов.

Цель изобретения - расширение диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени приготовления.

На чертеже представлено устройство для осушествления способа.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки, источник 3 регулируемого напряжения, задатчик 4 напряжения, измеритель 5 тока.

К электродам второй твердоэлектролит- ной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле Нернс- та, изменяют концентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейку таким образом, чтобы ток через электроды второй ячейки не превышал значений

0

Под действием напряжения кислород начинает извлекаться из потока газа, при этом через вторую ячейку течет некоторый ток ift. На выходе из этой ячейки устанавливается некоторая точно неизвестная концентрация кислорода, так как прилагаемое напряжение Us частично расходуется на преодоление омического сопротивления твердого электролита () (где г - сопротивление твердого электролита).

Чтобы уменьшить омическое сопротивление г до требуемого уровня, подключают источник 3 регулируемого напряжения к электродам первой ячейки (так как необходимо в данном случае выкачать кислород из потока, газа, т.е. «минус источника подключают к электроду, контактирующему с газом из баллона) и регулируют ток, протекающий через электроды первой ячейки таким образом, чтобы ток, протекающий через электроды второй ячейки не пре- 0 вышал значений:

5

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в установках, нредназначенных для получения поверочных газовых смесей, необходимых для иоверки газоанализаторов. Цель - расширение диа11азо1 а ириготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени нриготовлення. Исходный газ нро- нускают iioc. ie. ioBare. ibHO через 1ервую и втой ана- Химия, ГАЗОу ана устаия пох для расшиесей в шение з нро- и вторую твердоэлектролнтные ячейкн (ТЭЯ). К э.чектродам второй ТЭЯ прикладывают постоянное напряжение, рассчнт1..наемое по формуле Иернста, уменьн1ают коннентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ТЭЯ таким образом, что- 6iji ток через электроды второй ячейки не нревьинал значений ()где i - ток, нротекаюни1Й через вторую ТЭЯ; R - газовая постоянная.. Т - температура рабочей зоны второй ТЭЯ; F - 1Ч зовая постоянная; Т температура рабочей зоны второй ТЭЯ; п - число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента; Г - число Фарадея; г - сопротивление второй ТЭЯ; 6 - нормированное значение Hoipein- ности. Концентрация газа, постунаюн1.его во вторую ячейку, становится при i ;6RT/(nF r) настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле Нернста, что ее можно принять равной заданной с погрешностью $, равной заданной в вьипеуказанной формуле. 1 ил. i а

.6RT

(1)

, протекающий через вторую

твердоэлектролитную ячейку; R - газовая постоянная; Т - температура рабочей зоны второй

твердоэлектролитной ячейки; п-число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента; F-число Фарадея;

г -. сопротивление второй твердоэлектролитной ячейки;

б - нормированное значение погрешности.

Пример. Необходимо получить смесь с заданным компонентом-кислородом, с концентрацией кислорода 2,07- .

Для получения смеси требуемого состава азот из баллона направляют последовательно через первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки. Затем к электродам второй ячейки подключают напряжение Ь з, значение которого соответствует задаваемой концентрации кислорода (Сз 2,07-10 %). Напряжение Us рассчитывают по формуле Нернста

из

RT ,.. СОг.

4F 2,07-10

(2)

где R - газовая постоянная;

Т - рабочая температура ячейки; 4F -количество электричества, необходимое для электрохимического переноса 1 моль кислорода; Соа,- концентрация кислорода в сравнительной среде.

Если Т 907К, а Cog 20,7%, то из 225.

2- 10.

(3)

При этом погрешность за счет налич1;1Я тока на второй ячейке не превышает 0,01,

т.е. отличие концентрации кислорода на выходе из второй ячейки от требуемой концентрации не более 1% (отн.).

Этот эффект достигается благодаря тому, что концентрация кислорода, поступающего во вторую ячейку, становится при

i ; 2-10 А настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле (2), что ее можно принять равной заданной с погрешностью, равной заданной в формуле (1).

35

Формула, изобретения

Способ приготовления газовых смесей с помощью первой твердоэлектролитной ячейки и второй твердоэлектролитной ячейки,

0 температура которой поддерживается на постоянном известном уровне, заключающийся в том, что исходный газ пропускают последовательно через первую и вторую твердоэлектролитные ячейки и осуществляют перекачку задаваемого компонента через

5 ячейки, отличающийся тем, что, с целью рас- щирения диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшения времени приготовления, к электродам второй твердоэлектролитной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчи тываемое по формуле Нернста, изменяют концентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейку так, чтобы ток через электроды второй ячейки не превышал значений.

55

i

ш,

пРг

где 1 - ток, протекающий через вторую твердоэлектролитную ячейку;

газовая постоянная; температура рабочей зоны второй

ячейки; число зарядов в ионизированной

молекуле измеряемого компонента;

Вход газа

число Фарадея; сопротивление второй твердоэлектролитной ячейки;

нормированное значение погрешности.

Вш/од газа