Термохимический газоанализатор Советский патент 1981 года по МПК G01N27/16 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при разработке анализаторов попутных нефтяных газов, паров нефтепродуктов и других горючих газо в- воздухе.. Известен газоанализатор, содержащий термокаталитический чувствительный элемент, включенный в измеритель ную схему, например мостовую, рабоча температура которого регулируется пу тем изменения тока через элемент. Тепловой эффект огорания горючих ком понентов регистрируется измерительным прибором f1J. Недостатком такого газоанализатора является дрейф нулевого уровня и трудности, связанные с автоматической его компенсацией. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термохимический газоанализатор,содер жащий источник питания, камеру с под ключенным к измерительной схеме термокаталитически активным элементом, последовательно с которой установлено модулирующее устройство, состоящее из реакционной камеры с термокаталитически активным нагревателем. источника тока, коммутирующего блока Г2 . Однако при анализе смесей горючих газов с воздухом неизвестнЬго заранее состава, известное устройство обладает большой погрешностью из-за различия чувствительности термокаталитического датчика к индивидуальным газам. Цель изобретения - повышение точности анализа. Эта цель достигается тем, что термохимический газоанализатор, содержащий источник питания, камеру с подключенным к измерительной схеме термокаталитически активным элементом, последовательно с которой установлено модулирующее устройство, состоя-, щее из реакционной камеры с термокаталитически активным нагревателгм, источника тока и коммутирующего блока, снабжен соединенной с реакционной камерой, дополнительной камерой с термокаталитически активным элементом, подключеннъи к измерительной схеме. НА чертеже схематично изображен предлагаемый газоанализатор. Газоанализатор состоит из камеры 1 с чувствительным элементом 2,

одулирующего устройства, состоящего з реакционной камеры 3 с каталитиески активным нагревателем 4, подлюченным к источнику 5.стабилизироанного тока через коммутирующий блок 6; источника 7 питания чувствитель- с ных элементов, измерительной схемы 8 например, мостового типа), дополнительной реакционной камеры 9 с тер,экаталитически чувствительным элементом 10. К входам 11, 12 и 13 изме- , рительной схемы включены- диагонали мостов, составленные из термокаталитических элементов 2 и 10 и резисторов 14 , 15, 16 и 17 .

Газоанализатор работает, циклически 5

Временная программа задается коммутирующим блоком, который с заданной периодичностью подключает нагреватель к источнику питания. При нагрев.е термокаталитически активного 20 нагревателя 4 происходит выгорание горючего компонента в камерах 3, 9 и частично в камере 1, а нагретая, обедненная смесь из камеры 3 расширяется в камеру 1. При этом сигналы 25 от термокаталитических элементов 2 и 10 уменьшаются между входами измерительной схемы (12-13, 11-13). После отключения нагревателя происходит засасывание анализируемой смеси в ка- п меру 1 и диффузия горючего компонента через камеры 1 и 3 в камеру 9. Сразу после засасывания анализируемой ймеси появляется сигнал от первого термокаталитического чувствитель- -.. ного элемента 2, обусловленный сгоранием горючего компонента, величина перепада которого пропорциональна концентрации горючего компонента в смеси и чувствительности элемента к анализируемому газу. На втором тер- 40 мокаталитическом элементе 4 начинается горение анализируемого компонента через время, необходимое для его диффузии через камеру модулирующего устройства 3 в камеру 9. Время диф- 45 фузии анализируемого компонента обратно пропорционально его коэффициенту диффузии и зависит от геометрических размеров камер 1, 3 и 9 и описывается экспоненциальным законом. JQ

Таким образом, выделяя с помощью измерительной схемы запаздывание сигнала дополнительного термокаталитического чувствительного элемента 1.0 от

элемента 2 и выделяя их разность, определяется состав анализируемого компонента,а по чувствительности термокаталитического элемента к определенному компоненту определяется его концентрация в смеси.

Преимуществом устройства является то, что он позволяет .определять качественный состав анализируемой смеси, а за счет этого повышать точность определения концентраций.

Термохимический газоанализатор можзт найти применение на обьектах нефтяной и газовой промышленности для оперативного контроля концентраций и качественного состава горючих rai3OB в смесях с воздухом, например, при газовом каротаже скважин.

Применение предлагаемого устройства для контроля выходящих из бурового раствора газов позволяет, за счет повышения точности оперативного анализа, вести бурение с минимальным превышением гидростатического давления промывочной жидкости над пластовым, что позволяет повысить технико-экономические показатели в среднем на 70-30%. .

Формула изобретения

Термохимический газоанализатор,содержащий источник питания, камеру с подключенным к измерительной схеме термокаталитически активным элементо последовательно с которой установлено модулирующее устройство, состоящее из реакционной камеры с термокаталитически активным нагревателем, источника тока и коммутирующего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности аналза, он снабжен соединенной с реакционой камерой дополнительной камерой с термокаталитически активным элементом, подключенным к измерительной схеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Еремина Б.Г. Газовый анализ. М. , Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1955, с. 331-332.

2.Авторское свидетельство СССР 200302, кл G 01 N 25/32, 1960 (прототип).