Пламенно-ионизационный газоанализатор Советский патент 1992 года по МПК G01N27/62 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и применяется в газоанализаторах, предназначенных для определения микроконцентраций органических примесей в воздухе и других газовых средах.

Известно устройство для измерения суммарного содержания органических веществ в различных газах, содержащее плаз- менно-ионизационный детектор, линии анализируемого газа, горючего газа (например, водорода) и воздуха для горения, а также источник поляризующего напряжения, электрометрический усилитель и регистрирующий прибор. Проба анализируемого газа сгорает в пламени водорода образуется ток ионизации, который соответствует концентрации органических веществ в газе.

Существенным недостатком известного устройства является тот факт, что в его состав обязательно должен входить баллон с воздухом или кислородом для поддержания устойчивого горения пламени в детекторе. При этом кислородсодержащий газ в баллоне должен быть очищен от органических примесей, чтобы не вносить дополнительную погрешность в показания газоанализатора

От этого недостатка свободен газоанализатор углеводородов в атмосферном воздухе, модели АРНА-300 Е фирмы HORIBA, выбранный в качестве прототипа.

Газоанализатор АРНА-300 Е содержит пламенно-ионизационный детектор, линию подачи горючего газа (водорода), линию подачи анализируемого газа, включающую электромагнитный клапан для коммутации газовых потоков, насос, регулятор Давления газа, капилляры, линию подачи очищенного воздуха для поддержания горения, включающую насос, узел каталитической очистки воздуха, устройство регулирования давления после себя, капилляр

Недостатком известного газоанализатора является ограниченный ресурс работы насоса в линии очищенного воздуха обусловленный следующими обстоятельствами. Газоанализатор большую часть времени ра-татаагаш

ботает в режиме анализа ат мосферного воздуха, меньшую - в режиме самопроверки нулевых показаний. При этом расход очищенного воздуха существенно возрастает и избыточное дявлениэ на выходе насоса по- иижено. Все же остальное время электромагнитный клапан закрыт, через очиститель идет только воздух, необходимый для поддержания горения пламени, и на выводе насоса избыточное давление значительно повышается, что приводит к уменьшению надежности и ресурса работы насоса.

Кроме того, в момент переключения электромагнитного клапана в режим самопроверки нулевых показаний газоанализа- тора значительно увепмчивается расход воздуха через каталитический очиститель и из-зз его инерционности показания устанавливаются не сразу,

По этой причине необходимо увеличи- вать время самопроверки нулевых показа телей, тем самым уменьшая время получения достоверных показаний и, следовательно, снижать точность измерительно го у, ройства.

Цель изобретения - увеличение срока службы и повышение надежности и точности газоанализатора.

Поставленная цель достигается гем, что устройство регулирования давления, уста- новленное на линии подами очищенного воздуха, пыполнено в виде регулятора давления сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход - с входом насоса подачи воздуха.

Регулятор сбросового типа до себя обеспечивает постоянство избыточного давления на выходе насоса в линчи очищенного воздуха, отсутствие перегрузок на нем з режиме анализа атмосферного воздуха. Тем самым повышается надежность и долговечность прибора,

Соединение выхода регулятора давления сбросового типа со входом нзсоса обес- печивает постоянство расхода воздуха, проходящего через каталитический очиститель в любом режиме.

Вследствие этого улучшается кинетика катализа в очистителе воздуха в моменты изменения режима работы газоанализатора, и повышается точность газоанализатора. Повышение точности также достигается за счет многократной очистки части воздуха из-за его постоянного возврата на вход на- coca и каталишческого очистителя

Существенность отличий заявляемого устройства состоит в следующем,

В прототипе в линии очищенного воздуха применен регулятор давления после себя. При этом р режиме анализа насос про- KS4iir aer уменьшенное количество чистого воздуха и испытывает значительную перегрузку, В оея име самопровер siy/,, когда электромагнитной клапан открыт, нч 1 рузка уменьшается, но резко вогра- стает расход воздуха через катализатор, Вследствие этого ею динамика ухудшается и сремя установления надежных нулевых показаний увеличивается, а следовательно, ухудшается точность газоанализатора.

Сочетание в предлагаемом изсбрете таких признаков как использование ре- гулятора сбросового типа до сеем, соединение входа регулятора с выходом каталитической очистки воздуха и соединение вы, ОДР регулятора с входом насоса подали воздуха позволяет устранить вышеуказанные годосгатки и в режиме анализа, и в режиме проверки нулевых показателей, ликвидировать перегрузки насоса и катализатора и за счет ПОСТОЯЧСТРЗ избыточного давления на выходе насоса и расхода iasa через узел каталитической очистки придать предлагаемому газоанализатору новые свойства - повышенную надежность и долговечность, а также повышение точное.и за счет улучшения кинетики работы каталити- еского очистителя и многократной очистки воздуха используемого для калибровки ну ля газоанализатора.

На чертеже представлена принципи- апьная газовая схема пламенно-ионизационного газоанализатора

Газоанализатор содержит пламенно- ионизационный детектор 1, к которому под- ключе1 три газовых линии: линия подачи горючего газа, например водорода 2, линия подач анализируемого газа 3, линия под а«и очищенного воздуха 4. Линия подами анализируемого газа включает электромагнитный клапан 5 для коммутации газовых потоков, насос 6 дня принудительного про- сасывания пробы, регулятор давпения сбросового типа до себя 7 и капилляр 8. Линия подачи очищенного воздуха 4 снабжена насосом 9, узлом каталитической очистки аоз- духа 10, капилляром 11, линией 12 (включающей капилляр 13), соединяющей линии подачи анализируемого газа 3 м очищенного воздуха 4 через клапан 5, осуществляющий коммутацию газовых потоков в режимах Анализ и Проверка нуля, а тэк- регулятором сбросового типа дс себя 14, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха 10, а выход - с входом насоса подачи воздуха 9.

Газоанализатор работает следующим образом,

Анализируемый газ с помощью насоса 6 прокачивается по линии 3 и через капилляр 8 попадает в пламенно-ионизационннп детектпр 1. Постоянство расхода через капилляр 8 обеспечивается регулятором сбросового типа 7. По линии 1 в горелку пламенно-ионизационного детектора 1 попадает водород. Молекулы органических веществ, содержащиеся в пробе анализируемого газа, ионизируются в водородном пламена детектора 1. Полученный ток ионизации усиливается и регистрируется.

Воздух для поддержания горения пламени в детекторе 1 отбирается из атмосферы насосом 9, очищается каталитическим очистителем 10 и через капилляр 11 поступает в пламенно-ионизационный детектор 1. Постоянство избыточного давления на выходе каталитического очистителя W з значит, и расход воздуха для горения через капилляр 11, обеспечивает регулятор давления сбросового типа до себя 14,

Газоанализатор работает в двух режимах, В режиме Проверки нуля часть очищенного воздуха поступает по линии 12 через электромагнитный клапан 5 в линию подачи анализируемого газа 3. Остальная часть очищенного воздуха идет через капилляр 11 в пламенно-ионизационный детектор 1 для поддержания горения,

В режиме Анализ клапан 5 перекрывает поступление очищенного воздуха в лм- нию анализируемого газа 3. Часть очищенного воздуха по прежнему идет на поддержание горения в детекторе 1, а ос- гавшийся чистый воздух через регулятор давления сбросового типа до себя 14 поступает на вход насоса 9.

Таким образом, регулятор давления до себя 14, вход которого подключен к выходу каталитического очистителя 10, з выход - к входу насоса 9, обеспечивает постоянство избыточного давления на выходе насоса 9 и

предохраняет его от перегрузок, повышая тем самым долговечность и надежность работы анализатора, а также сохраняет неиз- менным расход воздуха через узел каталитической очистки 10 в обоих режимах работы газоанализатора, вследствие чего переходные процессы при смене режимов минимальны, а значит, уменьшено время режима Проверка нуля и повышена представительность пробы и, следовательно, точность измерения.

Применение предлагаемого газо- аналмпзторэ позволит улучшить контроль санитарно-технического состояния атмосферного воздуха и обеспечит получение социального эффекта от снижения содержания токсичных газов в атмосфере,

Изобретение использовано в газоанализаторе углеводорода 623 ((ПИ 03.

Формула изобретения Пламенно-ионизационный газоанапм- ззтор для измерения органических веществ о атмосферном воздухе, содержащий пла- менно-мониза ционный детектор, линию подачи горючего газа, линию подачи анализируемого газа, включающую электромагнитный клапан для коммутации газовых потоков, насос, регулятор давления газа, пневмосопротивяение, линию подачи очищенного воздуха, включающую насос, узел каталитической очистки воздуха, устройство регулирования давления и пневмосопро- тивление, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, повышения надежности и точности газоанализатора, устройство регулирования давления, установленное на линии подачи очищенного воздуха, выполнено в виде регулятора давления сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход - с входом насоса подали воздуха.

t

Использование аналитическое приборостроение, в частности газоанализаторы для определения микроконцентраций органических примесей в воздухе и других газо вых средах. Сущность изобретения: в газоанализаторе устройство регулирования давления, установленное на линии подачи очищенного воздуха, выполнено в виде регулятора сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход - со входом насоса подачи воздуха 1 ил.