Фотоколориметрический газоанали-зАТОР Советский патент 1981 года по МПК G01N21/26 

1

Изобретение относится к фотоколориметрическим газоаиализаторам, содержащим в качестве чувствительного элемента индикаторное вещество, например индикаторную ленту, таблетку или порошок, изменяющее свою окраску под действием анализируемого компонента, содержащегося в отобранной для анализа пробе-газовой смеси.

Известен газоанализатор, содержащий побудитель расхода, чувствительный элемент и систему фотометрирования 1.

Недостатком этого газоанализатора является обязательное наличие в его составе прецизионной системы обеспечения подачи анализируемой пробы к индикаторному веществу, причем нестабильность работы этой системы непосредственно отражается на точности газоанализатора.

Ближайшим техническим решением к изобретению является фотоколориметрический газоанализатор, содержащий реакционную камеру с расположенным в ней чувствительным элементом, трубопровод анализируемого газа, побудитель расхода газа и командоаппарат 2.

Выходной сигнал этого газоанализатора прямо пропорционально зависит от степени поглощения компонента чувствительным элементом, например, лентой L при времени цикла Т и скорости q подачи газа, что

приводит к необходимости тщательной стабилизации этих параметров.

Так, в известном газоанализаторе для стабилизации времени применен высокоточный электромеханический командоаппарат, а для стабилизации скорости подачи газа - регулятор расхода типа РРГ. Наличие этих узлов существенно отражается на качестве прибора, так как их надежность

невелика, а стоимость высока.

Что касается степени поглощения L, то минимизация ее влияния в известном устройстве сопряжена с непреодолимыми трудностями. Этот параметр зависит как от состава ленты, так и от внешних факторов (температура, влажность). С другой стороны, L зависит от скорости подачи газа, стремится к нулю при увеличении скорости и стремится к 1 при ее уменьшении, т. е.

чем меньше скорость, тем большая часть компонента поглощается лентой и в предельном случае весь компонент поглощается лентой (). Естественно, что режим, при котором

LK, наиболее предпочтителен, так как в этом случае изменения внешних факторов мало сказываются на показаниях прибора. Однако для достижения этого режима требуются чрезвычайно малые скорости подачи газа (порядка 0,5 л/час), обеспечить

которые в промышленном приборе очень трудно.

По этой же причине в известном газоанализаторе невозможно проведение многократных измерений на одной поверхности, так как после каждого проведенного измерения L уменьшается.

Эти трудности со стабилизацией L приводят к тому, что погрешность известного прибора довольно велика.

Цель изобретения - повышение точности измерения и повышение надежности.

Это достигается тем, что в газоанализатор дополнительно введены буферная емкость, сообш;ающаяся с реакционной камерой, причем вход буферной емкости связан с трубопроводом анализируемого газа, а выход - с побудителем расхода газа, и две камеры со стенками в виде мембраны, одна из которых непосредственно сообщена с буферной емкостью, а другая - с буферной емкостью через реакционную камеру.

Кроме того, на входе и выходе буферной емкости установлены капилляры и буферная емкость снабжена сменными перегородками.

На чертеже дана схема устройства.

Реагирующая поверхность чувствительного элемента, выполненного, например, в виде индикаторной таблетки 1 установлена в реакционной камере 2. Реагирующая поверхность фотометрируется с помощью источника 3 света и фотоцриемника 4. Сигнал с фотоприемника 4 измеряется измерительным блоком 5 и поступает на вторичный прибор 6.

Реакционная камера 2 сообщается с буферной емкостью 7, вход которой соединен с трубопроводом анализируемого газа 8, а выход - с побудителем расхода 9.

Буферная емкость 7 сообщается с камерой со стенкой в виде мембраны 10. На входе и выходе буферной емкости установлены капилляры 11 и 12. Буферная емкость 7 сообщается через реакционную камеру 2 со второй камерой со стенкой в виде мембраны 13, которая связана с генератором импульсов 14. Генератор импульса 14 и побудитель расхода 9 управляются командоаппаратом 15.

Газоанализатор работает следующим образом.

В промежутке времени меледу циклами измерения побудитель 9 расхода обеспечивает поток анализируемой газовой смеси в направлении, указанном на чертеже стрелками, т. е. через капилляр 11, буферную емкость 7 и капилляр 12. В результате буферная емкость заполняется анализируемым газом. Генератор 14 при этом выключен, поэтому определяемый компонент в реакционную камеру практически не проникает. В момент времени i командоаппарат 15 выключает побудитель 9 расхода и включает генератор 14. Благодаря наличию камер 10 и 13 в реакционной камере и в буферной емкости возникают колебания газовой смеси, которые приводят к быстрому перемешиванию содержимого реакционной камеры и буферной емкости, в результате чего через определенное время 7р весь компонент, содержащийся в буферной емкости, поглотится поверхностью таблетки.

Очевидно, что в данном газоанализаторе влияние внешних факторов и параметров системы подачи газа практически исключено, поэтому требования к побудителю расхода газа и к задатчику времени - командоаппарату - значительно снижаются. В качестве этих узлов в предлагаемом газоанализаторе могут быть использованы простейшие, а поэтому надежные устройства. Очевидно, что и параметры генератора 14 также могут изменяться в широких пределах, не оказывая при этом влияния на результат измерения.

5 Для исключения влияния перемешивания содержимого буферной емкости в процессе измерения с содержимым трубки 8 и трубки, соединяющей емкость с побудителем 9 расхода, могут быть использованы клапаны,

0 однако в больщинстве случаев для этих целей достаточно капилляров И и 12.

Для осуществления возможности переключения диапазонов измерения без пере5 калибровки буферная емкость может содержать сменные перегородки, т. е. иметь переменный объем.

Отсутствие влияния сорбционных свойств чувствительного элемента на результат измерения открывает широкие возможности для многократных измерений на одной поверхности индикаторной таблетки, что позволит создать на этой основе простые и высоконадежные приборы.

Формула изобретения

1. Фотоколориметрический газоанализатор, содержащий реакционную камеру с расположенным в ней чувствительным элементом, трубопровод анализируемого газа, побудитель расхода газа и командоаппарат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и повышения надежности, в него дополнительно введены буферная емкость, сообщающаяся с реакционной камерой, причем вход буферной емкости связан с трубопроводом анализируемого газа, а выход - с побудителем расхода газа, и две камеры со стенками в виде мембраны, одна из которых непосредственно сообщена с буферной емкостью, а другая - с буферной емкостью через реакционную камеру.

2.Газоанализатор по п. 1, отличающийся тем, что на входе и выходе буферной емкости установлены капилляры.

3.Газоанализатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что буферная емкость снабжена сменными перегородками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 492200, кл. G 01 N 21/00, 1975.

2.Техническое описание газоанализатора ФЛС 1.1.5И 1.550,01 ОТО.