Способ определения производительности электрохимического дозатора Советский патент 1989 года по МПК B01J7/02 

Изоб)етение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть ис- г;о,-1ьзовано, например, при разработке и метрологической аттестации устройств для приготовления поверочных газовых смесей, а также калибровочных газов.

Приготовление поверочных газовых сме- .ей осхчцестя. тяют иродуво.м газа-носителя через э,1ектр()химической дозатор, где генерируемый током электролиза газ-загр ,зн11- тель за счет диффузии динамически смешивается с газо.1-носите, 1ем. Если продув ществляется химически активным газом-носителем, производительность дозатора нельзя рассчитать по законам электролиза из-за возможности протекания побочных электрохимических реакций и она должна быть определена экспериментально в процессе аттестации дозатора.

Цель изобретения - повышение точности определения производительности электрохимического дозатора при приготовлении смесей с химически активным газом-носителем. ,

Согласно предлагаемому способу поочередно готовят две тройных смеси, содержащие инертный и химически активный газы- носители, а также газ-загрязнитель, который дозируют поочередно в инертный и химически активный газы-носители. При этом фиксацией расходов инертного и химически активного газов-носителей и соответствующим подбором токов электролиза добиваются равенства составов обеих тройн-ых смесей, что дает возможность применить метод уравновешивания с использован ием газоанализатора-компаратора.

Пример. Определение производительности электрохимического дозатора водорода при приготовлении смеси водорода с химически активным газом-носителем - двуокисью углерода.

В связи с отсутствием поверочных газовых смесей на малые концентрации.водорода в СОа и соответствующих газоанализаторов высокого класса точности использовать известный способ в метрологических целях не представляется возможным.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы измерения для измерения производительности по предлагаемому пособу.

На фиг. 1 и 2 схематично изображены: баллон 1 с химически активным газом-носи- т-елем - двуокисью углерода, баллон 2 с инертным газом-носителем - азотом, стабилизаторы 3 расхода (например, типа СРГ-21), подсоединенные к выходам редукторов (не показаны) баллонов 1 и 2; смеситель 4 с входами 5, 6 и выходом 7, регулируемый стабилизатор 8 постоянного тока (типа Б-5-47), измеритель 9 величины тока (цифровой прибор Щ301-1), газоанализатор- компаратор 10, в качестве которого используют, например, серийный термокондукто- метрический газоанализатор водорода в азоте «Тема и электрохимический дозатор 11 водорода, к электрическому входу которого подключены последовательно стабилизатор 8 и измеритель 9.

Определение производительности дозатора 11 при .подаче в него двуокиси углерода осуществляют следующим образом. Собирают схему, изображенную на фиг. 1. Из баллона 1 пропускают через дозатор 11 стабилизированный по расходу стабилизатором 3 поток двуокиси углерода. Одновременно для образования газа-загрязнителя (водорода) через дозатор 11 пропу скают ток электролиза величины Ii, заданной стабилизатором 8 и измеренной измерителем 9.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ют на вход 6 смесителя 4 стабилизированный по расходу поток азота. В смесителе 4 после дозатора 11 образуется тройная смесь (азот - двуокись углерода - водород), которую подают на вход газоанализатора- компаратора 10 и фиксируют показания АО последнего.

Затем, не изменя настройки стабилизаторов 3, собирают схему, изображенную на фиг. 2. Поток инертного газа-носителя с тем же, что и на схеме на фиг. 1 расходом, подают из баллона 2 в дозатор 11. Образовавшийся под действием тока электролиза водород смешивается в дозаторе 11 с азотом, и эта смесь после дозатора 11 поступает на вход 6 смесителя 4. Из баллона 1 с тем же,, что и на схеме на фиг. 1 расходом, на вход 5 смесителя 4 поступает двуокись углерода, образуя в смесителе 4 после дозатора 11 тройную смесь (азот - двуокись углерода - водород). Эту смесь подают на тот же газоанализатор-компаратор 10. Если показания газоанализатора-компаратора 10 оказываются отличными от Ло, регулировкой стабилизатора 8 изменяют ток электролиза до величины Ь так, чтобы на схеме на фиг. 2 показания газоанализатора-компаратора 10 были равны An. Величину тока Ь измеряют измерителем 9 (в частном случае равенство показаний газоанализатора-компаратора 10 .может достигаться при равных токах электролиза, при этом, очевидно, следует положить ).

Затем определяют каким-либо известным способом производительность я„(12) дозатора. 11 при подаче в него азота и токе электролиза 12. Например, пропускают через дозатор ток Ь, подают в него с расходом Qo азот и измеряют на выходе дозатора 11 концентрацию Со водорода в азоте серийным газоанализатором водорода в азоте высокого класса точности. Величину (п(ч) опре- .деляют по известной формуле qn(l2)CoQo.

Затем определяют искомую величину производительности дозатора 11 Чд (Ii) при подаче в него двуокиси углерода из равенства

Чл(1|)Я .(12).

Измерение производительности дозатора П при других значениях тока электролиза производят аналогично.

Способ основан на том, что на газоанализатор-компаратор 10 в обоих случаях поступает смесь с постоянным соотношением концентраций азота и СО2 (за счет стабилизации расходов), а также с одной и той же концентрацией водорода (за счет равенства показаний газоанализатора-компаратора 10), Таким образом, при разных токах дозаОбразующуюся после дозатора смесь водоро- 55 тор работает с одной и той же производа с д вуок исью углерода подают на вход 5 смесителя 4. Одновременно из баллона 2 через другой стабилизатор 3 расхода подадительностью по водороду на инертном и химически активном газах-носителях соответственно.

0

5

0

5

30

35

40

45

50

ют на вход 6 смесителя 4 стабилизированный по расходу поток азота. В смесителе 4 после дозатора 11 образуется тройная смесь (азот - двуокись углерода - водород), которую подают на вход газоанализатора- компаратора 10 и фиксируют показания АО последнего.

Затем, не изменя настройки стабилизаторов 3, собирают схему, изображенную на фиг. 2. Поток инертного газа-носителя с тем же, что и на схеме на фиг. 1 расходом, подают из баллона 2 в дозатор 11. Образовавшийся под действием тока электролиза водород смешивается в дозаторе 11 с азотом, и эта смесь после дозатора 11 поступает на вход 6 смесителя 4. Из баллона 1 с тем же,, что и на схеме на фиг. 1 расходом, на вход 5 смесителя 4 поступает двуокись углерода, образуя в смесителе 4 после дозатора 11 тройную смесь (азот - двуокись углерода - водород). Эту смесь подают на тот же газоанализатор-компаратор 10. Если показания газоанализатора-компаратора 10 оказываются отличными от Ло, регулировкой стабилизатора 8 изменяют ток электролиза до величины Ь так, чтобы на схеме на фиг. 2 показания газоанализатора-компаратора 10 были равны An. Величину тока Ь измеряют измерителем 9 (в частном случае равенство показаний газоанализатора-компаратора 10 .может достигаться при равных токах электролиза, при этом, очевидно, следует положить ).

Затем определяют каким-либо известным способом производительность я„(12) дозатора. 11 при подаче в него азота и токе электролиза 12. Например, пропускают через дозатор ток Ь, подают в него с расходом Qo азот и измеряют на выходе дозатора 11 концентрацию Со водорода в азоте серийным газоанализатором водорода в азоте высокого класса точности. Величину (п(ч) опре- .деляют по известной формуле qn(l2)CoQo.

Затем определяют искомую величину производительности дозатора 11 Чд (Ii) при подаче в него двуокиси углерода из равенства

Чл(1|)Я .(12).

Измерение производительности дозатора П при других значениях тока электролиза производят аналогично.

Способ основан на том, что на газоанализатор-компаратор 10 в обоих случаях поступает смесь с постоянным соотношением концентраций азота и СО2 (за счет стабилизации расходов), а также с одной и той же концентрацией водорода (за счет равенства показаний газоанализатора-компаратора 10), Таким образом, при разных токах доза55 тор работает с одной и той же произвотор работает с одной и той же производительностью по водороду на инертном и химически активном газах-носителях соответственно.

Измерение производительности по предлагаемому способу производится с погрешностью, равной среднеквадратичной величине отклонения показаний газоанализатора- компаратора 10 (обычно 0,5-1 отн.%) или погрешности аттестации поверочной газовой смеси в 0,5-2 отн.%, что значительно меньше погрешности измерения при использовании известного способа (10-20% и более).

Формула изобретения

Способ определения производительности электрохимического дозатора при приготовлении смеси химически активного газа-носителя и газа-загрязнителя путем пропускания заданного тока Ii электролиза через дозатор и пропускания через дозатор фиксированного по расходу газа-носителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения производительности электрохимического дозатора, в указанную смесь химически активного газа-носителя и газа0

загрязнителя добавляют после дозатора фиксированный по расходу инертный газ-носитель, подают образовавшуюся смесь в газоанализатор-компаратор и фиксируют его первое показание, затем подают инертный газ- носитель в дозатор, пропускают через дозатор ток электролиза и в образующуюся смесь инертного газа-носителя с газ ом-за- грязнителем добавляют после дозатора химически активный газ-носитель при тех же фиксированных значениях расходов химически активного и инертного газов-носителей, соответственно, подают последнюю смесь в тот же газоанализатор-компаратор и уравновешивают его второе показание с первым

г путем регулировки тока Ь электролиза дозатора, далее определяют известным способом, например по расходу и концентрации газа-загрязнителя, производительность q,, (Ь дозатора при подаче в него инертного газа- носителя при токе электролиза, а произво0 дительность q(Ii) при приготовлении смеси с химически активным газом-носителем определят из равенства

qA(Ii)q,,(l2).

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано, например, при разработке и метрологической аттестации устройств при приготовлении поверочных газовых смесей, а также калибровочных газов. Цель изобретения - повьипение точности определения производительности электрохимического дозатора при приготовлении смесей с химически активным газом-носителем. Способ определения производительности электрохимического дозатора при приготовлении смеси химически активного газа-носителя ii газа- загрязнителя осуществляют путем пропускания через дозатор заданного тока электролиза 1| и добавления в указанную смесь после дозатора фиксированного по расходу инертного газа-носителя, подачи образовавшейся смеси в газоанализатор-компаратор и фиксации первого показания. Затем подают инертный газ-носитель в дозатор, пропускают через дозатор э,1ектрический ток электролиза и в образующуюся смесь инертного газа-носителя с газом-загрязнителем добавляют после дозатора химически активный газ-носитель при тех же фиксированных значениях расходов химически активного и инертного газов носителей соответственно, подают последнюю смесь в тот же газоанализатор-компаратор и уравновещивают его второе показание с первым путем регулировки тока электролиза до величины Ь, далее определяют известным способом, например по расходу и концентрации газа- загрязнителя, производительность q.i(r2) дозатора при подаче в него инертного газа- носителя при токе электролиза Ij, а произ - водительность q (Ь) при приготовлении смеси с химически активным газом-носителем определяют из равенства дд(1|) q..,(Io). 2 ил. S 4 (35 00 О1 00

. /

фуг. 2