Генератор для получения следовых концентраций паров Советский патент 1981 года по МПК G01F13/00 

(И) ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛЕДОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПАРОВ

Л

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при калибровке и настройке газоанализаторов, предназначенных для контроля окружающей среды.

Известны устройства для приготовления паро-газовых смесей с заданными концентрациями компонентов. Необходимые концентрации в этих устройствах получают следующими путями: смешением в заданных соотношениях потокбв газа-носителя и пара; экспоненциальным разбавлением пара в смесительной камере; диффузионным дозированием пара в поток газа-носителя и т.п. l;.

Однако установки, использукяцие принципы смешенияj громоздки и, как правило, стационарные; для диффузионных и струйных дозаторов существенно влияние погрешностей измерения и стабилизации расходов газа-носителя и пара-загрязнителя; для механических дозаторов характерен узкий диапазон

концентрации, получаемых с помощью одного крана дозатора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор для получения следовых концентраций паров низколетучих веществ в воздухе, содержащий камеру смещения в виде содержащего штуцер для подачи воздуха проточного канала со стенками из инертного материала,размещенный в

10 этом канале твердый носитель с пленкой эталонного вещества на поверхности. В рабочем состоянии стабилизированный поток газа-носителя поступает в патрон, насыщается парами эталон15ного вещества и затем направляется в камеру смещения, где разбавляется потоком воздуха и проходит в отборочный трубопровод. Скорости обоих потоков контролируются дифференциальными

20 регуляторами и измеряются с помощью колиброванных измерителей. Заданная концентрация паров эталонного вещества на выходе генератора создается на основании известных значений давления насыщенного пара эталонного вещества путем установления определенного соотношения массовых скоростей потоков: содержащего насыщенные пары эталонного вещества и разбавляющего потока воздуха, стабилизацией температуры патрона 2. Генератор э целом представляет собой стационарную установку, малопригодную для поверки газоанализаторов на месте эксплуатации, требует для обслуживания квалифицированного персонала. Целью изобретения является упроще ние конструкции генератора и повышение стабильности его работы. Поставленная цель достигается за счет того, что в генераторе для полу чения следовых концентраций паров ни колетучих веществ в воздухе, содержа щем камеру смешения в виде содержаще . го штуцер для подачи воздуха проточного канала со стенками из инертного материала, размещенный в том канале твердый носитель с пленкой эталонного вещества на поверхности, последни выполнен в виде микроканальной пластины , установленной в проточном канале перпендикулярно его оси, |1ри этом пленка эталонного вещества покрывает внутреннюю поверхность, по крайней мере, части микроканалов, равномерно распределенных по площади пластины. На фиг. 1 изображен генератор, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг, на фиг. 3 микроканальная пластина, вид с торца. Генератор для получения следовых концентраций паров веществ в воздухе содержит цилиндрическую камеру 1 сме шения в виде проточного канала, внут ренние стенки которого покрыты инерт ным материалом 2, штуцер 3 для подач воздуха, твердый носитель в виде мик роканальной пластины k, внутренняя поверхность части микроканалов пластины, равномерно распределенных по всей ее площади, покрыта пленкой или тонким слоем эталонного вещества 5, установленный перед пластиной k аэро зольный фильтр6 на опорной сетке 7. кроканальна1Я пластина установлена в проточном канале перпендикулярно его оси, Уqтpoйcтвo работает следующим образом. 64 Поток воздуха от побудителя расхода (не указан) проходит через штуцер 3, очищается от пыли и продувается через микроканальную пластину k (одна пластина содержит 10 каналов, в зависимости от их диаметра равна 10 - 100 мкм). В микроканалах с нанесенной на поверхность пленкой эталонного вещества воздух насыщается его парами. По выходе из пластины эти микропотоки разбавляются чистым воздухом, прошедшим через остальные каналы пластины. Распределение покрытых каналов группами равномерно по всей площади пластины позволяет ускорить диффузионное перемешивание микропотоков и на сравнительно короткой трассе получить на выходе смесительной камеры равномерный профиль концентраций по срезу выходящего потока воздуха. Следует отметить, что какой-либо специальной стабилизации потока воздуха в предлагаемом генераторе не требуется, так как воздух, проходящий через покрытый микроканал,успевает насытиться парами эталонного вещества до равновесного состояния. Концентрация паров эталонного вещества на выходе генератора вычисляется на основании, известных значений давления паров при данной температуре и относительной доле каналов в микроканальной пластине, покрытых и непокрытых пленкой вещества. Для проведения градуировки какоголибо газоанализатора бывает недостаточно одной фиксированной концентрации, необходим набор концентраций, перекрывающий определенный диапазон. В известном генераторе это достигается путем варьирования температуры и изменения соотношения потоков. Операция трудоемка и требует значительных затрат времени, связанных в основном с установлением сорбционных равновесий в системе. Следует отметить, что в повседневной практике типичны ситуации, когда собственно измерение занимает несравненно меньше времени, чем калибровка газоанализатора. Для того, чтобы произвести калибровку на основе предлагаемого технического решения, необходим набор из 5-6 таких генераторов с различными коэффициентами разбавления.