Газоанализатор неметановых углеводородов в газах Советский патент 1992 года по МПК G01N27/62 

2

Оч

ND Ю

Использование: измерение содержания неметановых углеводородов в атмосферном воздухе, воздухе производственных помещений и других средах. Сущность изобретения: газоанализатор содержит насос, стабилизатор давления газа, два параллельно включенных адсорбера, электромагнитные клапаны, включенные на входах адсорберов, пневмосопротивление для обратной их продувки, два пламенно-ионизационных детектора с дозирующими расход пробы пневмосопротивлениями, тройник, два электрометрических усилителя и регистрирующий прибор. Детектор, измеряющий общее содержание углеводородов, подключен к выходу стабилизатора давления. Второй детектор, измеряющий концентрацию метана, подключен к выходу адсорберов. В устройство введен второй тройник между сбросовыми выходами электромагнитных клапанов и пневмосопротивлением для обратной продувки адсорберов При этом первый тройник соединяет выходы адсорберов с дозирующим пневмосопротивлением пламенно-ионизационного детектора метана Таким образом, устройство обеспечивает постоянство расхода пробы в пламенно- ионизационном детекторе метана при смене полуциклов работы адсорберов, поскольку в обоих полуциклах проба дозируется одним пневмосопротивлением, 1 ил. (Л С

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для измерения содержания неметановых углеводородов в атмосферном воздухе, воздухе производственных помещений и других средах.

Известно устройство для измерения неметановых углеводородов в газах, работающее на адсорбционном методе разделения углеводородов. Для коммутации газовых потоков через адсорберы в устройстве применены электромагнитные клапаны.

Недостаток устройства состоит в том, что электромагнитный клапан, коммутирующий газовые потоки на выходе адсорберов, вносит существенную погрешность в результат измерения, особенно при измерении микроконцентраций углеводородов. Это связано с тем, что конструкция современных электромагнитных клапанов включает резиновые или пластмассовые мембраны, резиновые прокладки, смазку металлического якоря. Эти элементы являются источником эмиссии органических веществ, которые попадают в поток пробы и изменяют показания газоанализатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит два параллельно включенных адсорбера, электромагнитные клапаны, нагреватели и вентилятор, установленные на адсорберах, пневмосопротивле- ние для обратной продувки адсорберов, два пламенно-ионизационных детектора с дозирующими расход пробы пневмосопротивле- ниями, тройник электрометрические усилители на выходе детекторов, микропроцессорное устройство и регистрирующий прибор.

Однако пневмосопротивление, дозирующее расход пробы для пламенно-иониза- ционного детектора, измеряющего концентрацию метана, не одно и то же для обоих циклов работы адсорберов.

После каждого из адсорберов установлено свое дозирующее пневмосопротивление, проба газа с которого поступает на анализ в детектор тогда, когда соответствующий адсорбер включен в режиме адсорбции. Это означает, что каждые полчаса изменяется расход пробы в детекторе, измеряющем концентрацию метана, так как технологически очень затруднительно создать два одинаковых пневмосопротивле- ния. Нестабильность расхода пробы значительно увеличивает систематическую погрешность газоанализатора, снижает его точность.

В известном устройстве пневматические сопротивления выполнены на базе часовых камней с калиброванными отверстиями, Выборочный контроль показал, что даже в одной партии камней разброс значений расхода составляет величину . Следовательно, при сборке газоанализатора необходимо предварительный подбор пневмосопротивлений. Еще сложнее обеспечить равенство расходов пробы после адсорберов, если пневмосопротивления изготавливаются из капиллярных трубок,

Целью изобретения является повышение точности газоанализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в газоанализатор, содержащий насос, стабилизатор давления газа, два параллельно включенных адсорбера, электромагнитные клапаны, включенные на входах адсорберов, нагреватели и вентилятор,установленные на адсорберах пневмосопротивление для обратной продувки адсорберов, два пламенно-ионизационных детектора с дозирующими расход пробы пневмосопротив- лениями, тройник, два электрометрических

усилителя, микропроцессорное устройство и регистрирующий прибор, введен второй тройник, два входа которого подключены к сбросовым выходам электромагнитных

клапанов, а к третьему входу подключено сообщающееся с атмосферой пневмосопротивление для обратной продувки адсорберов, при этом первый тройник двумя своими входами подключен непосредственно к выходам адсорберов, а третий его вход через дозирующее пневмосопротивление соединен с вторым пламенно-ионизационным детектором.

На чертеже представлена принципиальная схема газоанализатора.

Газоанализатор содержит насос 1, расположенный после него стабилизатор 2 давления газа со сбросом, два адсорбера

3 и 4 с электромагнитными клапанами 5 и 6 на входе, нагреватели 7 и 8 и вентилятор

9,установленные на адсорберах, тройник

10,соединяющий сбросовые выходы электромагнитных клапанов 5 и 6 с

пневмосопротивлением 11 для обратной продувки адсорберов, тройник 12,соединяющий выходы адсорберов с дозирующим пневмосопротивлением 13, дозирующее пневмосопротивление 14, два пламенно-ионизационныхдетектора 15 и 16, электрометрические усилители 17 на выходе детекторов, микропроцессорное устройство 18 и регистрирующий прибор 19.

Газоанализатор работает следующим

образом.

Анализируемый газ засасывается насосом 1 в газоанализатор, затем при постоянном давлении, обеспечиваемом стабилизатором 2 давления до себя, часть

анализируемого газа поступает через дозирующее пневмосопротивление 14 в пламенно-ионизационный детектор 16, анализирующий общее содержание углеводородов в пробе, а остальная часть анализируемого газа через электромагнитные клапаны 5 и 6 поочередно (в соответствии с командами микропроцессорного устройства 18) поступает на один из адсороберов 3 или 4, где поглощаются все углеводороды,

кроме метана. Далее поток пробы, содержащий только метан, через тройник 12 и дозирующее пневмосопротивление 13 поступает на пламенно-ионизационный детектор 15, анализирующий содержание метана

в пробе. Токовый сигнал с детекторов 15 и 16 усиливается электрометрическими усилителями 17 и поступает на вход микропроцессорного устройства 18, которое формирует три канала информации: концентрация метана, концентрация суммы углеводородов за вычетом метана и концентрация суммы углеводородов. Эта информация отображается и записывается регистрирующим прибором 19. Устройство выделения метана работает циклически, В первом полуцикле электромагнитные клапаны 5 и 6 работают так, чтобы проба анализируемого газа при постоянном давлении поступает в адсорбер 3 и затем через тройник 12 и пневмосопротивление 13 в пламен- но-ионизационный детектор 15 метана. Часть пробы, содержащей только метан, также через тройник 12 идет на продувку адсорбера 4 и через электромагнитный клапан 6 и тройник 10 поступает на пнев- мосопротивление 11, дозирующее расход продувки и связанное с атмосферой. В течение полуцикла, длящегося полчаса, регенерируемый адсорбер 4 первые 10 мин нагревается нагревателем 8, затем 20 мин охлаждается вентилятором 9 до комнатной температуры.

Во втором полуцикле работы адсорберов электромагнитные клапаны 5 и 6 переключаются так, что рабочим становится адсорбер 4, а адсорбер 3 продувается частью анализируемой пробы, содержащей метан, и регенерируется с помощью нагревателя 7 и вентилятора 9. Продувочный газ через электромагнитный клапан 5, тройник 10 и пневмосопротивление 11 при постоянном расходе сбрасывается в атмосферу.

Работа электромагнитных клапанов, нагревателей и вентилятора управляется микропроцессором так же, как в известном устройстве.

Пневмосопротивление 11 убрано с выхода адсорберов 3 и 4 и расположено на сбросовом выходе электромагнитных клапанов 5 и б, соединенных тройником 10. Это позволило дозировать расход пробы метана одним пневмосопротивлением 13 в обоих полуциклах работы адсорберов.

Использование изобретения позволит существенно уменьшить систематическую

погрешность газоанализатора, увеличить его точность. Оно позволит снизить стоимость и трудоемкость изготовления газоанализатора за счет отсутствия необходимости изготавливать, подбирать и регулировать точное пневмосопротивление.

Применение газоанализатора позволит улучшить контроль санитарно-гигиенического состояния атмосферного воздуха и обеспечит получение социального эффекта от снижения содержания токсичных газов в атмосфере.

Формула изобретения Газоанализатор неметановых углеводородов в газах, содержащий насос, стабилизатор давления газа, два параллельно включенных адсорбера, электромагнитные клапаны, включенные на входах адсорберов, нагреватели и вентилятор,установленные на адсорберах, пневмосопротивление для обратной продувки адсорберов, два пламенно-ионизационных детектора с дозирующими расход пробы пневмосопротив- лениями, тройник, при этом один из детекторов, измеряющий общее содержание углеводородов, подключен к выходу стабилизатора давления, а другой детектор, измеряющий концентрацию метана, подключен к выходу адсорберов, два электрометрических усилителя, микропроцессорное устройство и регистрирующий прибор, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности газоанализатора, введен второй тройник, два входа которого подключены к сбросовым выходам электромагнитных клапанов, а к третьему входу подключен вход пневмосопротивления для обратной продувки адсорберов, выход которого сообщается с атмосферой, при этом первый тройник двумя своими входами подключен непосредственно к выходам адсорберов, а третий его вход через дозирующее пневмосопротивление соединен с вторым пламенно-ионизационным детектором.

wo J7