Флуоресцентный газоанализатор Советский патент 1981 года по МПК G01N21/64 

(54) ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

I

Изобретение относится к аналитической технике, а именно к устройгг ствам количественного газового анализа, работянкцим ня принципе, Лшуоресценции и поедназначенным для нёп;. рёрывного автоматического анализа загрязняющих веществ .в атмосферном воздухе, воздухе рабочих помещений, в зонах ТЭЦ и зонах интенсивного автомобильного движения .

Известны флуоресцентные газоанализаторы для определения загрязняю щих веществ в газовых средах, в частности для определения 50д,НО,Ы02, СО,

СО, содержащие источник излучения, флз/рресцентную камеру, фотоприемник , элементы пробоподготовки, обеспечивающие прохождение анализируемой смеси через флуоресцентную камеру l.

При флуоресцентном методе анализа очень важное значение имеет состав анализируемой смеси (наличие неизмеряемых компонентов и паров воды),

так как влага и неизмеряемые компоненты, находящиеся в ней, тушат флуоресценцию.

Такие газоанализаторы обладают значительными погрешностями, особенно при измерении ультрамикроконцентраций загрязнякицих веществ, так как применяемые в них методы уменьшения тушения флуоресценции неизбежно при водят к изменению состава анализиру10емой смеси, в том числе и анализируемого компонента.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является флуоресцентный газоанализатор, со-..

15 держащий источник излучения, фотоприемник, осушитель диффузионного типа, канал с флуоресцентной камерой .

В данном газоанализаторе влияние влаги уменьшается путем частичной

осушки анализируемой смеси с помощью осушителя диффузионного типа), установленного в газоанализаторе, который позволяет отделить от анализируемой смеси только пары воды, сохранив неизменным остальной состав смеси 2

Недоста гком устройства является низкая точность измерений.

Точность измерения флуоресцентных газоанализаторов во многом зависит о точности и периодичности их калиб- ровки.

Анализируемый воздух в разнь1х зо нах имеет различный состав (наличие загрязняющие примесей). характерный для каждой зоны.

Поэтому высокая точность измерения флуоресцентного газоанализатора может быть достигнута только в том случае, если состав калибровочного газа (пеизмеряемые компоненты), используемый для его калибровки, тот же, что и состав анализируемой смеси, поступающей во флуоресцентную камеру. При такой калибровке газоанализатора учитывается влияние неизмеряемых -компонентов, присутствующих в анализируемой, смеси.

Калибровка известного флуоресцентного газоанализатора производится от внешних источников нулевого .и калибровочного газа, как правило, помещаемых в баллонах, или от генераторов нулевого и калибровочного газов являющихся самостоятельными приборами.

В том и другом случаях нулевой и калибровочный газ являются сухими, очищенными от различных примесей (неизмеряемых компонентов), а нулевой газ также и от измеряемого комт понента.

Так как состав анализируемого воздуха всегда отличен от состава такого калибровочного газа, то уже при калибровке известного флуоресцентного газоанализатора вносится дополнительная погрешность, которая понижает точность его измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения флуоресцентного газоанализатора.

Указанная цель достигается тем, лто флуоресцентный газоанализатор, содержащий источник излучения, фотоприемник, осушитель диффузионного типа, канал с флуоресцентной камерой, дополнительно содержит механический распоеделитель потоков и два канала, один из которых включает фильтр очистки анализируемой смеси от измеряемого компонента и электропневмопреобразователь, а другой задатчик расхода и термостатированную капсулу с жидким измеряемым компонентом, а в канал с флуоресцентной камерой также дополнительно введен

злектропневмопреобразователь, причем . оба эти канала соединены между собой, а также с каналом, содержащим флуоресцентную камеру, посредством механического распределителя потоков, установленного после осушителя по ходу газа.

Предлагаемый флуоресцентный газоанализатор не требует для своей калибровки дополнительных источни- . ков калибровочных газов. Его конструкция позволяет получать из анализируемого воздуха нулевой и калибровочный газ того же состава (влажность, неизмеряемые компоненты), что и сам анализируемый воздух и с их помощью производить калибровку газоанализатора в любое необходимое время, тем самым учитывая влияние состава анализируемой смеси, что значительно повышает точность его измерения.

На чертеже представлена схема флуоресцентного газоанализатора.

Флуоресцентный газоанализатор содержит источник 1 возбуждающего излучения , фотоприемник 2 , фильтр 3 очистки анализируемой смеси от пыли, осущитель 4.диффузионного типа из полупроницаемых трубок , механический распределитель 5 потока, установленный после осушителя и разделяющий поток на три Канала, в одном из которых установлена флуоресцентная камера 6, задатчик 7 расхода, вакуумметр 8, во втором - задатчик 9 расхода, термостатированная капсула 10 с жидким измеряемым компонентом, в третьем - фильтр 11 очистки анализируемой смеси от измеряемого компонента. Электропневмопреобразователи 12 и 13 , тройники 14 и 15 соединяют все каналы между собой и с ротаметром 16, регулятором 17 абсолютного давления, побудителем 0 18 расхода .

Газоанализатор работает следующим образом.

Анализируемый воздух через фильтр 3 очистки от пьши поступает в полупроницаемые трубки осупмтеля 4, где он осущается до определенного зна-. чения влажности,а затем с помощью механического распределителя 5 потоков разделяется на три канала. В режиме работы газоанализатора Анализ электропневмопреобразователи 12 и 13 обесточены, что обеспечивает прохождение анализируемого воздуха после ме ханического распределителя 5 потоков через электропневмопреобразователь 13 и флуоресцентную камеру 6, в которой под воздействием возбуткдающего излучения от источника I молекулы измеряемого вещества флуоресцируют. Флуо ресцентное излучение, интенсивность которого пропорциональна концентраци измеряемого компонента в анализируемой смеси, регистрируется отоприецНИКОМ 2. Из флуоресцентной камеры анализируемая смесь через задатчик 7 расхода , вакуумметр 8 поступает во внешний кожух осушителя и, забирая с собой влагу, прошедшую через стенки полупроницаемых трубок, через тройник 15, ротаметр 16,, регулятор 17 давления, побудитель 18 расхода поступает на сброс. В этом же режиме часть анализируемого воздуха через задатчик 9 расхо да поступает в камеру термостатированной капсулы 10 с жидким измеряемым компонентом. Скорость прохождения анализируемого воздуха через тер мостатированную капсулу во много раз меньше, чем через флуоресцентную кам ру (устанавливается соотношением за- датчиков 7 и 9 расхода), В каме .ре термостатированной капсулы анализируемый воздух насьш1ается анализиру емымкомпонентом, диффундирующим через стенки капсулы и через электропневмопреобразователь 12, элементы 15-I8 уносится на сброс. В режиме работы газоанализатора Поверка-нуль на электропневмопреобразователь 13 от времязадающего устройства (на схеме не показано) поступает сигнал, что обеспечивает прохождение анализируемого воздуха через фильтр очистки от анализируемого компонента II, тройник 14, электропневмопреобразователь 13, флу оресцентную камеру 6 и далее как опи сано выше. Таким образом, в флуоресцентную . камеру поступает нулевой газ. В режиме работы газоанализатора Поверка-калибровочная смесь поступает сигнал также и на электропневмопреобразователь 12, что обеспечивает прохождение через него смеси высокой Концентрации анализируемого компонента из капсулы 10 в тройник 8, где происходит смешение ее с нулевым газом. Затем калибровочная смесь нужной концентрации через электропневмопреобразователь 13 поступает во флуоресцентную камеру 6. После калибровки газоанализатора электропневмопреобразователи обесточиваются и газоанализатор начинает снова работать в режиме Анализ. Введение в газоанализатор двух дополнительных каналов, позволяющих получать из анализируемого воздуха нулевой и калибровочный газ того же состава (влажность и неизмеряемые компоненты) , что и анализируемый воз- дух, и с их помощью производить калибровку газоанализатора, значительно повышает точность измерения флуоресцентным газоанализатором. Предлагаемый газоанализатор не требует для своей калибровки посторонних источников (баллонов, генераторов калибровочных газов), что значительно упрощает и удешевляет его обслуживание, Соединение электропневмопреобразо-вателей с автоматическим времязадающим устройством -позволяет производить автоматически калибровку газоанализатора, что повьш1ает время непрерывной его работы. Формула изобрг тения Флуоресцентный газоанализатор, содержащий источник излучения, фотоприемник, осушитель диффузионного типа, канал.с флуоресцентной камерой, о тличающийс.я тем, что, с целью повышения точности измерения, газоанализатор дополнительно содержит механический распределитель потоков и два канала, один из которых включает фильтр очистки аналАзируе 1. ой смеси от измеряемого компонента электропневмопреобразователь, а ругой - задатчик расхода и термостатированну капсулу с жидким измеряеым компонентом,, а в канал с флуоресентной камерой также дополнительно веден электропневмопреобразователь, ричем оба канала соединены между собой, а также с каналом, содержащим луоресцентную камеру, посредством еханического распределителя потоков, установленного после осушителя по ходу газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. W. I. Zolner, Е. W. ClepllnskI, D, V. Dunlap. Measurement of Ambient air SOj concentration using a Pulsed Fluorescent analyzer mod 43 Fhermo Electron Corporation, Wattham, MA 021.54, 1973, доклад (прототип).