Кондуктометрический анализатор содержания примесей в воздухе Советский патент 1992 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к устройствам для определения степени загрязненности вдыхаемого человеком воздуха.

Известны кондуктометрические газоанализаторы КУ--1 для определения окиси углерода СО в воздухе, имеющие устройство окисления СО до С02 с последующим поглощением С02 щелочью и измерением электропроводности полученного раствора. О количестве СО в воздухе судят по величине электропроводности щелочи, прореагировавшей с С02.

Недостатком этих устройств является необходимость частой замены растворов

щелочи, прореагировавшей с С02. Устройства предназначены для определения СО в отдельных пробах воздуха. Исключена возможность длительного непрерывного действия устройства, что не позволяет вести непрерывный контроль содержания СО в воздухе.

Известны кондуктометрические газоанализаторы для определения СО фирмы Вестхофф, в основу измерений которых положен автоматический мост переменного тока с двумя кЬндуктометрическими ячейками. В газоанализаторе производится доо- кисление СО до С02 и реакция с СОа раствора NaOH.

-ч

N О 00

о

VJ

К недостаткам прибора следует отнести необходимость замены прореагировавшего раствора NaOH и удаления иода, получающегося при окислении СО до С02 йодноватым ангидридом.

Наиболее близким к изобретению является кондуктометрический газоанализатор, состоящий из дифференциального электролитического преобразователя и мостовой измерительной цепи. В плечи моста переменного тока включены две кондуктометри- ческие ячейки. Первая ячейка измеряет эпектропроводность чистого поглотительного раствора, а вторая - электропроводность поглотительного раствора, прореагировавшего с определяемым компонентом газа. Непрореагировавшая часть газа и прореагировавший раствор выводятся из установки.

Недостатком этих газоанализаторов является необходимость в приготовлении и частой замене поглотительных растворов, в замене поглотительного раствора при переходе на определение концентрации нового компонента в газе. Необходимы также периодические промывки проточной части анализаторов с целью ликвидации солевых отложений. Все это делает невозможной длительную эксплуатацию газоанализаторов с сохранением точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений, снижение эксплуатационных затрат.

На чертеже показана схема анализатора.

Анализатор состоит из корпуса 1 с крышкой 2, в котором размещены проточные кондуктометрические ячейки 3 и 4. Вход ячейки 3 соединен капилляром 5 с парогенератором 6. Вход ячейки 4 соединен капилляром 7 с парогенератором 6 и капилляром 8 с подогревателем 9 анализируемого газа и насосом 10. Выход ячеек 3 и 4 соединен через ионообменные фильтры 11 (анионит и катионит) с парогенератором 6. Парогенератор 6 состоит из корпуса 12, частично заполненного водой, электронагревателя 13 с регулятором 14 напряжения, каплеот- бойников15,парозаборнойтрубки 16,сливной трубки 17, трубки 18 подпитки, уровнемера 19 и пароперегревателя 20.

Корпус 1 анализатора снабжен холодильником 21, состоящим из полупроводниковых термопар, подключенных к источнику питания через автоматический регулятор 22 напряжения, настраиваемый на определенную температуру с помощью ртутного электроконтактного термометра 23.

Парогенератор б и корпус 1 анализатора покрыты слоем тепловой изоляции 24.

Для регулировки расхода жидкости, пара и анализируемого газа в анализаторе установлены вентили 25 - 33.

Газ из ячейки 4 выходит в атмосферу по

капилляру 34.

Анализатор работает следующим образом.

Парогенератор заполняется обессоленной водой через вентиль 33 и трубку 17.

0 Контроль уровня воды осуществляется по уровнемеру 19. С помощью регулятора 14 напряжения и вентиля 25 устанавливается необходимый расход пара через капилляры 5 и 7. Конденсация пара в паропроводе по

5 пути к капиллярам 5 и 7 предотвращается за счет перегрева пара в пароперегревателе 20. Пар, попадающий в капилляры 5 и 7, охлаждается в них до 1 - 5°Си конденсируется в жидкость. Стабилизация температуры капилляров 5 и 7 обеспечивается

0 системой автоматического регулирования температуры корпуса 1 анализатора, в котором размещены капилляры 5,7,8 и 34. Требуемая температура корпуса 1 устанавливается на электроконтактном тер5 мометре 23. Когда температура корпуса 1 выше заданной, то автоматический регулятор 22 напряжения подает напряжение на электрохолодильник 21, который охлаждает корпус 1. Когда температура корпуса 1 до0 стигает требуемой, электрохолодильник 21 автоматически отключается по сигналу термометра 23.

Конденсат пара из капилляра 5 попадает в ячейку 3, заполняет ее и стекает через

5 капилляр и ионообменные фильтры 11 в парогенератор.

С паром в капилляре 7 в процессе конденсации смешивается газ (воздух;, содер- жащий контролируемый компонент,

0 поступающий в капилляр 7 из капилляра 8 от воздушного насоса 10. Регулировка расхода воздуха осуществляется вентилем 29. При перемешивании пара и воздуха осуществляется их,хороший контакт. После

5 конденсации газа -в капилляре 7 конденсат пара попадает в ячейку 4, заполняет ее и по капиллярам через ионообменные фильтры 11 отводится в парогенератор б.

Анализируемый воздух, контактируя с

0 паром и конденсатом пара, насыщает конденсат анализируемым компонентом, что повышает электропроводность конденсата вследствие диссоциации анализируемого компонента в воде.

5 Так как в ячейке 3 - чистый конденсат, а в ячейки 4 - конденсат с примесью контролируемого компонента, то электропроводность конденсата в ячейке 4 больше, чем в ячейке 3. Это приведет к нарушению баланса моста, в который включены ячейки 3 и 4, и величина сигнала разбаланса будет пропорциональна разности между электропровод н остям и конденсата в ячейках 4 и 3.

Контроль содержания примесей в газе (воздухе) осуществляется на основании имеющихся данных об электропроводности водных растворов определяемых компонентов.

Концентрация примесей определяется с помощью зависимости концентрации от электропроводности при неизменной температуре растворов:

( tf)r-const,

где С - концентрация водного раствора контролируемой примеси воздуха, моль/кг;

К -удельная электоопооводность водных растворов, .

На основании этой зависимости шкала милливольтметра, подключенного к диагонали измерительного моста, может быть про- градуирована в единицах определяемой концентрации примеси в газе.

Для того, чтобы анализ контролируемых примесей газа был достоверным, нужно, чтобы через ячейки 3 и 4 в единицу времени проходило равное количество конденсата пара. При этом влияние взаимодействия материала, из которого изготовлены элементы ячеек, на электропроводность конденсата одинаково для обеих ячеек, это влияние возрастает при малых расходах конденсата через ячейку и уменьшается при больших расходах. Режим работы при равных расходах конденсата через ячейки 3 и 4 обеспечивается регулировкой вентиля 31. Контроль величины расхода конденсата через ячейку 4 осуществляется при открытых вентилях 26,27 и 31 путем сброса конденсата в мерную посуду. Контроль расхода конденсата через ячейку 3 осуществляется при открытом вентиле 30 и закрытом вентиле 31 также

путем сброса конденсата в мерную посуду. Контроль суммарного расхода конденсата через ячейки 3 и 4 осуществляется открытием вентиля 27 при закрытом вентиле 26 путем сброса конденсата в мерную посуду.

Применение ионообменных фильтров 11 позволяет производить очистку конденсата, поступающего на подпитку парогенератора 6.

. Весь анализатор работает по замкнутому циклу, конденсат пара возвращается обратно в парогенератор, не нужно постоянно производить подпитку парогенератора 6. Применение подогревателя 9 анализируемого газа позволяет наряду с неорганиче- скими примесями анализировать концентрации органических примесей воздуха, которые, разлагаясь при нагревании, образуют вещества, диссоциирующие в воде и повышающие ее электропроводность. Примером таких примесей может служить дихлорэтан.

Формула изобретения

Кондуктометрический анализатор содержания примесей в воздухе, содержащий две проточные кондуктометрические ячейки, включенные в плечи моста переменного тока, одна из которых соединена с линией

подачи анализируемого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, анализатор снабжен генератором водяного пара, с выходом которого соединена охлаждаемыми капиллярами входная часть ячеек, а выходная часть каждой ячейки соединена через ионообменные фильтры с входом генератора водяного пара, линия подачи анализируемого воздуха подсоединена к охлаждаемому капилляру

входной части одной из ячеек через капилляр, снабженный регулируемым нагревателем анализируемого воздуха.

Изобретение относится к медицинской технике.Сущность изобретения: кондуктометрический анализатор содержания примесей в воздухе содержит две проточные кондуктометрические ячейки, включенные в плечи моста переменного тока. Входная часть одной ячейки соединена охлаждаемыми капиллярами с парогенератором, насосом анализируемого газа, подогревателем газа. Выход обеих ячеек соединен через ионообменные фильтры парогенератором. Пар, проходящий по капиллярам, конденсируется в них. Анализируемый воздух контактирует с паром в одном из капилляров, примеси воздуха насыщают конденсат. По различию в электропроводности конденсата в ячейках определяется концентрация примесей в воздухе. Конденсат из ячеек возвращается в парогенератор, что позволяет работать системе по замкнутому циклу. 1 ил. СО