Генератор поверочных газовых смесей Советский патент 1980 года по МПК G01N1/22 

1

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, к устройствам для градуировки и поверки газоанализаторов, измеряющих микроконцентрации агрессивных газов.

Известен дозатор ij , в котором реализуется свободная диффузия в поток газа-разбавителя паров жидкости, заполняющей канал капилляра, Концент- Q рацию смеси, находят по измеренным расходу газа-разбавителя и производительности дозатора. Последняя определяется по изменению положения мениска дозируемой жидкости, для чего доза- .тор снабжается отсчетной шкалой.

Однако косвенные методы измерения количества испарившейся жидкости имеют ряд недостатков, к которым можно отнести ошибки из-за переменного 20 сечения капилляра, неравномерности сил натяжения по его длине и т.п. Особенно большие сшибки могут возникнуть в случаях, когда расходы настолько Мсшы, что для получения отсчета 25 необходим временной интервал порядка десятков часов.

Известен также генератор поверочных, смесей, содержащий диффузионный , установленный в термостатируемой смесительной камере, измерители, расходов, источник газа-разбавителя и газовые тракты 2 , Этот генератор выбран вкачестве прототипа.

При работе устройства дозатор помещается в камеру смешения, устанавливается необходимый поток газа-разбавителя через каь:еру смешения, полученная газовая смесь вторично разбавляется и поступает на- выход. Устройство предназначено для получения газовых смесей при отсутствии хим1-1ческого взаимодействия дозируемого компонента с газом-разбавителем. Состав смеси на выходе определяется по градуировочной характеристике дозатора и измаранным температуре термостата и расходам газа-разбавителя. Получение смесей различных концентраций достигается изменением температуры смесительной камеры с дозатором и изменением расхода газа-разбавителя.

Наряду с положительными свойствами известное устройство имеет определенные недостатки. Наиболее существенный из них - невысокая точность аттестации газовых смесей очень малых концентраций,В этом случае производительность дозатора составляет 10

мг/ч, и при весе дозатора 2-3 г погрешность гравиметрического определения производительности оказывается значительной. Это ведет к увеличению погрешности аттестации генериpyeNtJx газовых смесей,

Целью изобретения является повышение точности аттестации газовых смесей диапазона малых микроконцентраций .

Цель достигается тем, что смесительная к 1мера устройства выполнена из ceкций отделенных одна от другой перегородками с регулируег ым положением, разделяющих рабочую поверхност дозатора, каждая секция снабжена штуцером для ввода газа- разбавителя и штуцероьа для его вывода, соединенным с многовходовым коммутатором.

На фиг, 1 приведено схематическое изображение предлагаемого устройства.

Генератор поверочных газовых смесей содержит источник 1 газа-разбавителя, теплообменник 2, газовый тра 3, термостат 4, делитель 5 потоков, расходомеры 6, смесительную камеру 7 с секциями 8, дозатор 9, причем секции смесительной камеры 7 содержат сильфоны 10,отделены одна ог другой подвижными перегородками 11, охватывающими герметично поверхность дозатора 9 , и снабжены штуцерами 12 для ввода rasa-разбавителя и штуцерами. 13 для вывода.газовой смеси, последние соединены с многоходовым коммутатором 14,

Устройство оаботает следующим образом.

От источника 1 газа-разбавителя поток газа проходит через теплообменник 2, газовый тракт 3, где нагревается до Tei inepaTypH термостата 4, и через делитель 5 потоков и расходомеры б поступает на вводнь1е штуцеры 12 секции 8 смесительной камеры 7, Поток дозируемого газа с поверхности дозатора 9 смешивается с газомразбавителем, и через выводные штуцеры 13 газовая смесь поступает на вход многовходового коммутатора 14, С выхода коммутатора 14 газовая смесь от нескольких ( в зависимости от требуемой концентрации) секций поступает на выход установки, газо-вая смесь от остальных секций поступает на сброс, Для нахождения выходной концентрации смеси необходимо определение расходов газа-разбавителя, протекающего через секции 8 смесительной камеры 7, и производительности секций дозатора 9,

Расходы газа-разбавителя измеряются с помощью расходомеров б, производительности каждой из секций дозатора 9 устанавливаются путем градуировки равными друг другу и составляют q QO / где QO- суммарная производительность дозатора 9, определяемая гравиметрическим методом, п - число секций дозатора. Для градуировки производительности секций дозатора 9 используется компаратор концентраций смесей (газоанализатор на определяемый компонент), подключаемой к выходу коммутатора 14 и позволяющий установить равенство друг цругу производительностей всех секций дозатора 9,

Процедура градуировки следующая. Сначала с помощью коммутатора 14 на входы компаратора для сравнения подаются с равными расходами газовые смеси с верхней и нижней половин дозатора 9. Перемещением подвижной средней перегородки 11 добиваются обращения в нуль сигнала на выходе компаратора, т.е. равенства производительности двух половин дозатора 9. После зтого на .вход компаратора для сравнения подаются с помощью коммутатора 14 два газовых потока, полученных смешением газовых смесей с равного числа секций верхней половины дозатора 9, и перемещением соответствующей перегородки 11 добиваются обращения в нуль сигнала на выходе компаЬатора. Повторяя процедуру, .добиваются равенства производительности всех секций дозатора 9. Положение перегородок 11 фиксируется. Перемещение перегородок 11 осуществляется механическим воздействием на выступающие из камеры наружные участки поверхности перегородок 11, Возможность перемещения перегородок без нарушения. герметичности обеспечивается сильфонами 10.

Величину концентрации смеси можно менять как дискретно подключением различного числа секций смесительной камеры 7, так и плавно изменением расходов газа-разбавителя на входе смесительной к-амеры.

Достоинством предлагаемого устройства является высокая точность приготовления и аттестации генерируемых газовых смесей, включая диапазон малых микроконцентраций, что обеспечивается высокой точностью гравиметрической аттестации дозатора и применением компаратора для определения производительности секций дозатора. Заявляемой генератор может выть использован как для градуировки газоаналитических приборов при выпуске их из производства, так и для поверки приборов в условиях эксплуатации на предприятиях химической нефтехимической и других отраслей промышленности.

Формула изобретения

Генератор поверочных газовых смесей, содержащий диффузионный дозатор, установленный в термостатированной

смесительной камере, измерители расходов, источник газа-р.азбавителя и газовые тракты, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности аттестации генерируемых газовых смесей, смесительная камера выполнена из секций, отделенных одна от другой перегородками с регулируемым положением, разделяющих рабочую поверхность дозатора, каждая

секция снабжена штуцером для ввода газа-разбавителя и штуцером для его вывода, соединенным с многоходовым коммутатором,

Источники инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автсрское свидетельство СССР № 166163, кл. G 01N 31/08, 1953.

2.Описание устройства ИР-37, фирмы СЕА, Pustruments, США (прототип).

Ll

.л