Способ кондуктометрического анализа газа и устройство для его реализации Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к физикомеханическому исследованию и может быть использовано для автоматического контроля химического состава газов.

Известен способ анализа газов, заключающийся в непрерывном дозировании газа и электролита и измерении изменения электропроводности электролита 11

Известно устройство для реализации данного способа, содержащее реакционную камеру, в которой протекает электролит, и узел дозирования газа, а также две пары электродов, подключённых к дифференциальной схеме измерения tl.

Недостатком способа и устройства является сложность и трудоемкость процесса измерения, так как необходимо проводить расчет дозирования количества газа и электролита.

Наиболее близким к предлагаемому является способ кондуктометрическо-. го анализа газа, заключающийся в растворении анализируемого газа в электролите и измерении изменения электропроводности электролита 2.

Известно устройство для кондуктометрического анализа газа, содержащее измерительную и сравнительную ячейки с электродами, которые соединены с дифференциальной схемой измерения .

Недостатком известных способа и устройства является запаздывание измерительного сигнала за счет того, что непрерывное дозирование электролита и обеспечение не очень большого

10 времени запаздывания показаний требует большего расхода электролита, операции дозирования газа и электролита разобщены по месту действия, и, следовательно, времени, что неиз15бежно приводит к запаздыванию измерений, т.е. снижает точность анализа.

цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем,

20 что, согласно способу, заключающемуся в растворении анализируемого га за в электролите и измерении изменения электропроводности электролита, находящегося в ячейке, ячейку сна25чала зполняют электролитом, затем опорожняют ее, при опорожнении сообщают полость ячейки с анализируемым газом.

В устройстве, содержащем измери30тельную и сравнительную ячейки с электродами, которые соединены с дифференциальной схемой измерения, измерительная и сравнительная ячейки выполнены с разньили объемами и соединены между собой посредством трубки, кроме того, в устройство введено пороговое устройство и элек тромеханическое устройство для перемещения электролита из сравнитель ной ячейки в измерительную и обратно, при этом вход порогового устройства соединен с выходом дифференциальной схемы измерения, а выход - с электромеханическим устройством. Дозирование электролита осувдествляется путем смачивания поверхности измерительного элемента, выполненного из гидрофильного материала (керамика). Дозирование газа при эт выполняется одновременно с смачиванием поверхности путем заполнения объема над смачиваемой поверхностью измерительного элемента. В процессе смачивания толщина слоя электролита на поверхности измерительного элемента получается очень малой, несколько микрон, а анализируемый компонент газа непосредственно соприкасается с этой поверхностью, поэтому происходит немедленное их взаимодействие, скорость которого определяется концентрацией анализир емого компонента газа. Чем выше концентрация анализируемого компонента, тем быстрее происходит их взаимодействие, а следовательно, и изменение электропроводности электролита. Таким образом, благодаря приему смачивания поверхности измерительно1:о элемента электролитом, возникает возможность совмещения всех операций в одном месте - на поверхности измерительного элемента. Это позволяет сократить время измерения, упростить процесс в целом, уменьшить расход реагента, что позволяет по новому подойти к вопросу построения газоанализаторов . На чертеже изображен газоанализа Газоанализатор содержит детектор 1, пороговый усилитель-генератор 2 измерительное звено обратной связи 3, исполнительный элемент 4, клю чевое устройство 5 и измерительный преобразователь 6. Газоанализатор работает следующи образом. При подаче питания срабатывает ключевое устройство 5 (например, . мультивибратор), от которого управляющий импульс поступает на импульс ный исполнительный механизм элемент 4 (например, импульсный электромагнитный вытеснитель жидкости), при этом уровень электролита от положения А достигает Б и возвращается снова в А. Это, в свою очередь, заполнит детектор 1 новой порцией газа и произведет смачивание поверхности измерительного элемента 7. На смоченной поверхности начинается процесс поглощения анализируемого компонента газа электролитом. В зависимости от концентрации газа время, необходимое для достижения определенной величины электропроводности-сопротивления измерительного элемента, будет .определенным и может служить для измерения концентрации газа. Для этого измерительный Мост, являющийся звеном обратной связи 3 в усилителе 2, настраивается таким образом, чтобы условие возникновения генерации в усилителе соответствовало определенной величине электропроводности электролита. Достижение этой величины и переход усилителя в режим генерации служит подачей импульса для нового запуска ключевого устройства 5, которое снова путем управляющего импульса произведет смачивание и смену анализируемой пробы газа, т.е. цикл измерения начнется снова. Таким образом, в зависимости от концентрации газа будет различное время между импульсами, большее для малых концентраций и меньшее для больших. Информация во времени может быть преобразована в величину электрического потенциала или тока известными средствами, например, путем зарядно-разрядной КС-цепи. Изобретение позволяет упростить эксплуатацию газоанализатора, делает его мало инерционным, позволяет значительно уменьшить габариты и вес. Формула изобретения 1.Способ кондуктометрического анализа газа, заключающийся в растворении анализируемого газа в электролите и измерении изменения электропроводности, электролита, находящегося в измерительной ячейке с электродами, отличающийся тем, что, с целью повьпаения точности анализа, измерительную ячейку заполняют электролитом, затем опорожняют ее, при опорожнении сообщают полость ячейки с анализируемым газом. 2.Устройство для кондуктометрического анализа газа, содержащее измерительную и сравнительную ячейки с электродами, которые соединены с дифференциальной схемой измерения, отличающееся тем, что, с целью повьлшения точности анализа, измерительная и сравнительная .ячейки выполнены с равными объемами и соединены между собой посредством трубки, в устройство введено пороговое устройство и электромеханическое устройство для перемещения электролита из сравнительной ячейки в измерительную и обратно, при этом вход порогового устройства соединен с выходом дифференциальной схемы измерения, а выход - с электромеханическим устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 491090; кл. G 01 N 27/02 1976.

2. Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М., Энергия, 1970, 10 с. 288-289 (прототип).