Устройство для анализа газов Советский патент 1976 года по МПК G01N25/32 G01N31/06 

1

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, основанному на термохимических методах количественной оценки содержания горючих компонентов в анализируемой газовой смеси, например в выдыхаемом воздухе.

В настоящее время для определения на личин паров алкоголя в выдыхаемом воздухе применяют специальные индикаторные чрубки, содержащие раствор реагента (например бихромат калия, перманганат натри и т.п.), изменяющего окраску при взаимодействии с парами алкоголя. По степени интенсивности окраски раствора судят о количественном содержании паров алкоголя ;В выдыхаемом воздухе.

Трубки обладают высокой чувствительностью не только к этиловому спирту, но 1И к его ближайшим гомологам (например ацетону, эфиру и т.п), что не позволяет

объективно оценивать содержание паров алкоголя в выдыхаемом воздухе. На базе индикаторных разработаны различ ьге газоанализаторы, среди которых наибольiiee распространение получил полуавтома-

тический колориметр с фотоэлектрическим измерительным преобразователем следящего .уравновешивания. Отбор дозы в нем осу;ществляется поршневым калибров а жштм цилиндром, из которого после подъема в верхнее положение анализируемая газовая

смесь BMxomiT в атмосферу.. После ручного перекрытия входного канала поршень собственным весом вытесняет из цилиндра газ в ампулу с жидким реагентом. Недостатком этого прибора является низкая точность, вследствие чувствительности к различным примесям.

Известны устройства для анализа газов, в которых, использованы эффект термокаталитического сжигания на чувствительном элементе измерительного моста паров алкоголя, предварительно накопленных на гранулированном адсорбенте. Десорбция паров алкоголя осуществляется термическим пу- тем (нагревающем спирали, внутри которой находится адсорбент).

Устройства являются полуавтоматическими и снабжены ручным насосом для продувки газовых магистралей от остаточных проду ктов .анализа, что усложняет эксппуатацию.Э7Их приборов. Нерациональная кон струкция жагревательных спиралей, внутри которых находится адсорбент, не только экранирует последний от прямого прохождения газовой смеси, но и приводит к значительным потерям полезной дозы анализируемой газовой смеси. Все это. снижает эффект сорбции, чувствителшостъ изгугер ителшогс) ycTpo ства и точность газового анализа. Для повышения точности анализа в пред лагаемом устройстве нерабочая каыера поршневого задатчика дозы соединена газовым каналом с входом реакционной ка меры. Нагревательная спираль выполнена в виде усеченного конуса с меньшим диаметром у основания, зстроена в специальную кассету, внутренний канал которой по форме совпадает с формой нагревательной спи рали и переходит в цилиндрическое направ ляющеег колено для связи с газовыми комм шкaция IИ. Для исключения подгорания кассета вы полнена из термоустойчивых ИЗОЛ5ЩИОННЫХ материалов, например керамики. Такое выполнение нагревательной спирали и кассеты позволяет осуществить более интенсивное огдывание адсорбента исследуемым газовым потоком без существенных потерь. Газовый поток создается за счет вытес неггая поршнем из капиброванного задатчика дозы газовой смеси, образовавшейся в нем в процессе продувки выдыхаемого Boaдуха. Для очистки газовых коммуникаций от остаточных продуктов сгорашгя каналы про дувают чистым воздухом, паходяингмся в аадатчике до ввода исследуемой ;смеси т.е. идет подготовка новой дозы иссяедуемой газовой смеси и одновременно с этим очищаются газовые магистрали от остаточных примесей предыдущего анализа. На фиг. 1 показана блок-схема прибора включающего описываемое устройство; на фиг. 2 - описываемое устройство. Еэлок-схема прибора состоит из газоана (литического устройства 1, релейют-логичес (КОГО блока 2, измерительного устройства 3 программного механизма 4, пульта jTipaB ления 5, блока питания 6. Устройство состоит из влагоотделителя t |с внутренними перегородками 8, исключаю шими проникновение влаги или других ме ханических яримесей в выходной газовый ;канал 9 при продувании газовой смеси че рез входной ш-туцер 1О; двухходового элект магнитного клапана 11 с тремя прохо,цным| отверстиями a-aiff- S иЬ-6 ; калиброванного задатч;щса 12 дозы со свободно переметающимся внутри него порщпем 13. В нюкней части цилиндра наход пхг.я вход ной 14 и выходной 15 штуцеры. Входной штуцер содержит обратный клапан: 16. В верхней части пробоотборника находятся механический клапан с рычагом 17, возврат1-гой пру Сияой 18 и золотником 10; рсасывающий канал 20 с обратным клапаном2р- „ выходной газовый канал 22с обратным клапанбм 3, кнопка 24 для запуска программного механизма и канал 25 для выхода в атмосферу исспедуемой газовой смеси., Реакционна камера 26 содержит раздельную кассету 27 и детектор 28 с размещенныгуж на одном каркасе рабочим и сравнительным чувствктельньл и элемен-1 тами 29, В разделительной кассете нахо- датся нагревательная спираль ЗО, выполненная в виде усеченного конуса, адсорбент 31 в виде гранулированной окиси алюминия и размещешагй внутри нагреваj тельной сяиралй, колпачок 32с гфужиной 3 3, удерживающей адсорбент внутри нагреватель-1 ной спирали., В разделительной кассете имеется ввод 34 для исследуемой газовой смеси и ввод 35 для чистого воздуха. Оба ; ввода, соединяясь, переходят в пилиндрИ -ческое направляющее колено 36, диаметр которого соответствует меньшему диаметру конусной нагревательной . Для термостабилизацик описываемое устройство снабжено нагреваа льными спи™ ралями 37, ртравляемыми термоконтактором 38Устройство работает следующим обра,зом. По команде, поступающей с пульта управления, срабапывает электромагнитный клапан 11, открывающий отверстияа-а и Б-Б . Отверстие i5 - б перекрывается. Поступающая газовая смесь поднимает поршень задатчика дозы до крайнего Bepxiiero лоложения и приводат в движение механический клапан, открывая золотником канал 25 для рыхода в атмосферу излишков исследуемой газовой смеси. Для более интенсивного обогащения всей приемной полости задатчика дозы исследуемой газовой смесью процесс .вдува. ния после,аней ведется в течение определенного интервала времени, задаваемого про. : граммным механизмом. При подъеме поригнй вверх чистый воздух из надпоршневой нера-ч бочей полости аадатчика дозы через газовый канал 22 и oTBepCTi Fe 6-6 электромах дитного клапана очищает реакционную камеру от остаточных продуктов газового анаяиза. j Программный механизм запускается при j Ьрабатывании К1топки 24 в момент ее взаимойействия с поршнем, ;

Поистечении опредепенногд.ременк перекрываются отверстия ci-cl и Б-6 ; а через открывшееся отверстие ET-S под собртвенным весом поршня доза исследуемой разовой смеси вытесняется из задатчика в |зеакционную камеру.

Время опускания поршня Её СУ У г : менением сечения проходного отверстия в иггуцере 15. Через некоторое время посту; гзвт команда на включение яагревательной спирали ЗО и разогрев; чувствительных эле-.1. Н-1ОВ 29, измерительное устройство 3

чуэчается после того, как установится , г. 5 )весие измерительного моста, плечами ,... ::рого являются чувствительнъю элемеН „ При повыи1ении температуры нагрева i . ...й спирали создается конвективный ,. хешюго воздуха по газовому каналу в т -iobepy. При этом начинается десорбция и .u.«peiroc. паров алкоголя тепловым потокч,.1,л на раскаленные рабочий и сравит тельный чувствительные элементы. Сгорание наров алкоголя на рабочем элементе вызыьает разбаланс мос-та на величину, пропорb

циональную количеству присутствующих в исследуемой газовой смеси паров алкогол5

Для исключения возможной конденсации влаги в газовых магистралях в газовом 5 блоке пocтoяшio поддерживается температура, выше температуры исследуемой газовой cMecii.

Устройство позволяет значительно сократить время для проведешгя анализа, авто0 матизировать его что делает более эффективным контроль содержания определяемого компонента в исследуемой газовой смеси, в частности контроль содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе.

Формула и а о б р е т е н и

Устройство для анализа газов, содержащее поршневой задатчик дозы и реакционную камерУ; отличающееся

тем, что, с целью повышения точности анализа, нерабочая полость задатчика соединена газовым каналом с входом реакционной камеры.

Фиг. /

7

8

18 /7 2f 2U 23 I I