Газоанализатор для определения примесей в балллонах со сжатым газом Советский патент 1979 года по МПК G01N27/18 G01N1/22 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение для анализа газовых смесей в химической, газовой и других отраслях промышленности.

Известен газоанализатор для определения состава газовых смесей, который содержит детектор, например термокондуктометр, с двумя камерами, в которых размещены чувствительные элементы, включенные в мостовую измерительную схему. В одну камеру детектора подается анализируемый газ, а в другую камеру - газ, не содержащий определяемых примесей. При изменении состава анализируемого газа происходит пропорциональное изменение величины выходного сигнала детектора газоанализатора. Этот газоанализатор может быть снабжен узлом защиты для предотвращения проникновения атмосферного воздуха в отдельные элементы газового тракта анализатора (например, в узел ввода пробы) .

Наиболее близким к изобретению является газоанализатор для определения примесей в баллонах со сжатым газом, содержащий стабилизатор давления анализируемого газа, выход которого непосредственно и через накопительный сосуд связан с входными каналами трехходового крана, детектор теплопроводности с дросселями на входах камер, одна из которых соединена с выходом трехходового крана, и узел защиты со стабилизированным по давлению источником вспомогательного газа. Таким газоанализатором может быть газоанализатор, содержащий стабилизатор давления, канал «Питание которого соединен с линией подачи анализируемого газа, а выход непосредственно и через поглотительный сосуд связан с входными каналами трехходового крана, выходной канал которого через дроссель подключен к одной камере детектора, на входе второй камеры которого установлен дроссель, связанный с поглотительным сосудом .

В одном положении трехходового крана производится балансировка мостовой измерительной схемы газоанализатора. При этом анализируемый газ с выхода стабилизатора давления подается в сосуд, где происходит поглощение примесей, а из него разветвляется на два потока, поступающие в камеры детектора. В другом полол-сении трехходового крана осуществляется анализ. При этом анализируемый газ с выхода стабилизатора давления поступает в одну камеру детектора через поглотительный сосуд, а в другую - минуя его.

При непрерывной работе на технологическом потоке известный газоанализатор имеет удовлетворительную точность, достаточно надежен в работе и обеспечивает непре рывную выдачу показаний с малым запаздыванием. При периодической работе, когда к одному анализатору через произвольные интервалы времени подключают разные объекты, например баллоны со сжатым газом, продолжительность анализов резко возрастает, а точность и надежность значительно ухудшаются.

Цель изобретения - повышение точности и надежности газоанализатора и сокращение продолжительности анализов при периодической работе.

Указанная цель достигается тем, что в известном газоанализаторе, содержаш,ем стабилизатор давления анализируемого газа, выход которого непосредственно и через накопительный сосуд связан с входными каналами трехходового крана, детектор теплопроводности с дросселями на входах камер, одна из которых соединена с выходом трехходового крана, и узел заш,иты со стабилизированным по давлению источником вспомогательного газа, узел защиты снабжен одномембранным элементом, глухая камера и сопло которого соединены с выходом стабилизатора давления анализируемого газа и с дросселем на входе второй камеры детектора, а проточная камера подключена к выходу стабилизированного по давлению источника вспомогательного газа.

На чертеже изображена схема газоанализатора для определения примесей в баллонах со сжатым газом.

Газоанализатор содержит детектор 1 теплопроводности с двумя камерами 2 и 3, в которых размещены чувствительные элементы 4. Камера 2 через дроссель 5 соединена с выходом стабилизатора 6 давления анализируемого газа, подключенного через клапан 7 к линии подачи анализируемого газа. Камера 3 через дроссель 8 подключена к выходному каналу трехходового крана 9, один входной канал которого непосредственно соединен с выходом стабилизатора 6 давления, а другой входной канал соединен с ним через накопительный сосуд 10, заполненный сорбентом и погруженный в ванну 11 с хладагентом.

Узел защиты включает стабилизированный по давлению источник вспомогательного газа, состоящий из баллона 12 со вспомогательным газом и регулятора 13 давления, выход которого через дроссель 14 соединен с линией сброса и непосредственно подключен к проточной камере 15 одномембранного элемента 16. Глухая камера 17 и сопло 18 элемента 16 связаны с выходом стабилизатора 6 давления и с дросселем 5.

Газоанализатор работает следующим образом.

Предварительно устанавливают на выходе регулятора 13 давление PZ, на величину ,01-0,05 кгс/см меньшее, чем давление PI на выходе стабилизатора 6. В исходном состоянии клапан 7 закрыт, а трехходовый кран 9 находится в положении, показанном на чертеже. Канал «Питание стабилизатора 6 давления отключен от источника анализируемого газа. Камера

3 детектора 1 отсоединена от накопительного сосуда 10 и сообщается со стабилизатором 6 давления. Выход регулятора 13 давления через проточную камеру 15 и открытое сопло 18 одномембранного элемента 16

соединен с выходом стабилизатора 6 давления, благодаря чему через камеры 2 и 3 детектора 1 протекает вспомогательный газ с расходом, близким по величине к его номинальному значению при анализах.

После подключения баллона с анализируемым газом открывают клапан 7 и анализируемый газ из баллона поступает в стабилизатор 6 давления. На выходе стабилизатора давления и в глухой камере 17

одномембранного элемента 16, непосредственно с ним соединенной, устанавливается давление PI. Под действием перепада давления A PI-PS мембрана одномембранного элемента 16 закрывает сопло 18, прерывая поток вспомогательного газа. В камеры 2 и 3 детектора 1 поступает анализируемый газ с выхода стабилизатора 6 давления. На выходе регулятора 13 и в проточной камере 15 одномембранного элемента 16 при этом поддерживается давление Р, поскольку расход утечки регулятора 13 через дроссель 14 сбрасывается в атмосферу. После промывки анализируемым газом

газовых линий, соединяющих стабилизатор 6 давления с детектором 1, производят балансировку нуля измерительной мостовой схемы, в которую включены чувствительные элементы 4 детектора 1 (мостовая схема

и узел балансировки на чертеже не показаны), и переключают трехходовый кран 9. В камеру 3 детектора 1 поступает анализируемый газ, предварительно протекающий через сосуд 10, в котором происходит сорбция примесей, а в камеру 2 - газ непосредственно с выхода стабилизатора 6 давления, т. е. анализируемый газ с примесями.

На выходе мостовой схемы детектора 1

формируется сигнал, пропорциональный суммарному содержанию примесей в анализируемом газе.

По окончании анализа переводят трехходовый кран,9 в исходное положение и закрывают клапан 7, прекращая подачу анализируемого газа в газоанализатор. При уменьшении давления PI до величины Ру. автоматически открывается сопло 18 элемента 16 и в камеры 2 и 3 детектора 1 подается вспомогательный газ.