Способ индикации паров жидкостей Советский патент 1992 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к области анализа атмосферы (газов) с целью обнаружения паров органических жидкостей и предупреждения взрывов или пожаров в шахтах, горных выработках, на химических и нефтеперерабатывающих заводах и может быть использовано в производстве простейших индикаторов, сигнализаторов и анализаторов для непрерывного контроля состава газовых смесей, атмосферы.

Известны способы индикации паров, входящих в состав газовых смесей и атмосферы, основанных на термохимическом, фо- токолометрическом, ионизационном и иных принципах газового анализа.

Однако эти способы требуют для реализации на практике дорогостоящего, сложного аппаратурного оформления, использование которого в массовом и непрерывном контроле атмосферы невозможно.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ индикации паров воды, реализованный в пленочном или волосяном гигрометре. Индикация и определение концентрации паров воды по известному способу осуществляются путем измерения деформации упругопластичного элемента (человеческого волога или гидрофильной мембраны) при одновременном воздействии паров воды и механического напряжения. Причем механическое напряжение мало, имеет второстепенное значение и необходимо лишь для более точного измерения гибких элементов, изменяющих свою форму (длину) под воздействием паров воды, растворяющихся в гидрофильном материале.

Цель изобретения - повышение селективности.

Поставленная цель достигается тем, что по способу индикации паров жидкостей путем измерения деформации упругопластичного элемента при одновременном воздействии на него механического напряжения и паров анализируемой жидкости, полимерные пленки различной толщины растягивают на воздухе и в анализируемой

С

-N

,ю

00

4

жидкости, выбирают полимер, подверженный крейзингу в жидкости, определяют предел пластичности или прочности в воздухе

а и предел пластичности или прочности в

анализируемой жидкости о , определяют максимальную толщину пленки, для которой предел пластичности или прочности в жидкости ниже предела пластичности или прочности на воздухе, из выбранного полимера формируют упругопластичный элемент толщиной менее максимального значения и во время воздействия паров анализируемой жидкости растягивают его до

напряжения от 1,1 о2 до 0,9 ol .

Пример 1. Проводят индикацию паров н-гексана. Пленки из политетрафторэтилена, полиэтилентерефталата, полиамида, сополимеров трифторхлорэтилена и винилиденфторида, поликарбоната различной толщины растягивают на воздухе и в среде н-гексана со скоростью 5 мм/мин. Определяют предел вынужденной эластичности на воздухе и в среде н-гексана. Выбирают пленку сополимера трифторхлорэтилена с ви- нилиденфторидом (СПЛ ТФХЭ и ВДФ) как наиболее подверженную крейзингу и имеющую максимальное различие Ож и С78 Максимальная -толщина пленки СПЛ ТФХЭ и

ВДФ, при которой Ож и О различны, составляет 800 мкм. Формуют чувствительный элемент из пленки толщиной 100 мкм.

Собирают устройствб типа волосяного гигрометра и помещают в испытательную камеру. В качестве материала упругопла- стического элемента используют СПЛ ТФХЭ ВДФ (фторопласт-ЗМ). Растворимость н-гексана в материале элемента 0,0 г/г. Предел пластичности 20 МПа. Предел пластичности в среде н-гексана 6 МПа. Толщина пленки 100 мкм, удельная поверхность 10м /кг. Пленочный элемент в форме полоски длиной 80 мм и шириной 2 мм крепят в зажимах и нагружают гирей 200 г.

Напряжение 10 МПа составляет 0,5 а и

1,67 . В камеру подают насыщенный пар н-гексана. Груз перемещается на 8 мм (деф. 10%) за 5 мин. Для сравнения в камеру вносят волосной гигрометр. Перемещения груза не наблюдается.

Примеры 2-7. Проводят индикацию паров н-декана по примеру 1, но варьируют нагрузку на упругопластичный элемент в диапазоне 1,050ж -0,95 Ств . Предел пластичности of 20 МПа. Предел пластичности в

среде н-декана (.%- 7,5 МПа. Данные испытаний даны в табл.1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Примеры 8-13. Проводят индикацию паров этанола по примеру 1, но используют пленку поливинилиденфторида(фторопласт Ф-2М), толщиной 8; 10; 20; 100; 500 и 600 мкм. Удельная поверхность элемента соответственно 125; 100; 50: 10; 2 и 1,67 м2/кг. Растворимость этанола в материале элемента 0,0 мас.%. Напряжение в элементе 17

МПа, что составляет 0,8 ol и 1,7 о Время индикации паров приведено в табл.2,

Примеры 14 и 15. Проводят индикацию насыщенных паров метанола по примеру 1, но упругопластичный элемент имеет форму моноволокна диаметром 0,2 и 0,04 мм из фторлона Ф-32Л. Удельная поверхность элемента 5 и 25 м2/кг соответственно. Результаты оценки времени индикации паров приведены в табл.2.

Примеры 16-21. Проводят индикацию паров бензина А-76 различной концентрации по примеру 1. Насыщенные пары бензина разбавляют воздухом до концентрации 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 0,8 и 1,0 от концентрации насыщенных паров. Измеряют время индикации паров (табл.3).

Примеры 21-23. Проводят индикацию паров бутанола, четыреххлористого углерода и керосина Т-1 по примеру 1 с использованием упругопластичных элементов в виде пленки из различных термопластов, подверженных и неподверженных крейзингу в анализируемых жидкостях. По- лиэтилентерефталат (ПЭТФ) подвержен крейзингу в бутаноле и четыреххлористом углероде.и неподвержен крейзингу в керосине Т-1 (растворимость всех жидкостей в ПЭТФ менее 0,1 мас.%). Время индикации бутанола 3-5 мин, четыреххлористого углерода 5-6 мин, керосин Т-1 не определяется. Полиэтилен подвержен крейзингу в керосине Т-1 (растворимость 5 мас.%) и неподвержен крейзингу в бутаноле и четыреххлористом углероде. Время индикации паров керосина Т-1 - 5 мин. Бутанол и четыреххлористый углерод не определяются.

Формула изобретения

Способ индикации паров жидкостей путем измерения деформации упругопластич- ного элемента при одновременном воздействии на него механического напряжения и паров анализируемой жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности способа, полимерные пленки разной толщины растягивают на воздухе и в анализируемой жидкости, выбирают полимер, подверженный крейзингу в жидкости, определяют предел пластичности или прочности на воздухе ел и предел пластичности

или прочности в анализируемой жидкости (fi , определяют максимальную толщину пленки, для которой предел пластичности или прочности в жидкости ниже предела пластичности или прочности на воздухе из

выбранного полимера формуют упругопла- стичный элемент толщиной менее максимального значения и во время воздействия паров анализируемой жидкости растягивают его до напряжения от 1,1 с& до 0, .

Та б л и ц а 1

Изобретение касается индикации паров органических жидкостей, топлив, растворителей и может быть использовано на нефтехимических и химических заводах, предприятиях с взрывоопасными и пожароопасными условиями труда. Цель изобретения - повышение селективности способа. Измеряют деформацию упругопластичного элемента из термопласта, подверженного крейзингу в анализируемой жидкости. Этот элемент растягивают при действии напряжений от 1,1 О2 до 0,9 7i , где предел пластичности термопласта на воздухе; оь - предел пластичности термопласта в жидкости. 3 табл.

Таблица2

ТаблицаЗ