Устройство для контроля состава газа Советский патент 1982 года по МПК G01N35/08 

Изобретение относится к технике измерения состава газов, преимущественно продуктов горения с большим содержанием водяных паров, и может применяться в системах контроля окружающей среды от загрязнения вредными примесями.

Известно устройство анализа газа, содержащее побудитель расхода, сосуды с поглотительной жидкостью, клапаны, установленные на линии всасывания и связанные с побудителем расхода, и блок управления продолжателькостью интервалов времени отбора газа 1.

Известно также устройство для анализа газовой смеси, реализующее избирательный метод, содержащее фильтр, установленный на выходе газоотборной линии, эжектор, последовательноустановленные емкости с поглотительными растворами и капилляры, перепад давления на которых замеряется дифманометрами, преобразуется в электрический сигнал, по которому судят о концентрации анализируемых компонентов 2 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля состава газа.

содержащее фильтр, установленный на входе газоотборной линии, подключенной к последовательно установленным газоанализаторам, выходы которых соединены с блоком обработки и представления информации, и эжектор, связанный с линией подачи сжатого воздуха 3.

Недостатком известного устройства

10 является высокая погрешность измерения состава газа, обусловленная,тем, что часть вредных веществ, растворимых в воде, содержание которых контролируется, например окислы азота,

15 серы,аммиак, сероводород, удаляется 43 пробы вместе с конденсатом.

Кроме того, фильтр, через который осуществляется, отбор пробы, часто засоряется из-за присутствия боль20шого количества механических примесей, например сг1жи, в контролируемом газе.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет лик25видации возможности удаления контролируемых компонентов с конденсатом.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит емкость, помещенную в контроли30 руемую среду, источник сухого газа. регулируемые дроссели, клапаны и командный блок, связанный соответствующими выходами с управляющими входами каждого клапана, при этом первый И второй клапаны установлены последовательно в контролируемой среде после фильтра на газоотборной линии, к которой через третий клапан подключена линия подачи ежато.го воз духа, связанная с первым и вторым к/1апанами и входомемкости, подключе ной выходом через четвертый клапан к всасывающему входу эжектора, а источ ник сухого газа соединен через соответствующий регулируемый дроссель с выходом второго и входом четвертого клапанов.. Кроме того, в качестве одного из газоанализаторов используют анализатор кислорода. На фиг. 1 представлена бЛок-схема устройства для контроля состава газа; на фиг. 2 - таблица состояния клапанов при выполнении последовател ных, операций измерения концентрации на фиг. 3 - диаграмма записи на вторичном приборе результатов определения кислорода и окислов азота в разбавленных контролируемом газе и в.ов,духё. Устройство для контроля состава газа состоит из фильтра 1, газоотборной линии 2, соединяющей фильтр с газоанализаторами 3, Количество газоанализаторов 3 зависит от числа контролируемых компонентов. Среди газоанализаторов один предназначен для определения концентрс1ции кислорода, независимо от того, нужно ли измерять концентрацию кислорода в контролируемой среде. На газоотборной линии 2 перед газоанализаторами установлен холодильник 4 для снижения температуры газа. На газоотборной линии 2 вблизи точки отбора газа установлены . первый 5 и второй 6 клапаны, между которьвш подключена емкость 7, помещенная в конТролируемьй газ. Выходной штуцер емкости 7 подключен к всасывающему штуцеру эжектора 8 через четвертый клапан 9 К линии, соединяющей емкость 7с клапане 9 и к газоотборной. линии 2 после клапана 6 подключен источни 10 сухого газа через дроссели 11 и 12. К газоотборной линии между клапанами 5 и 6 подключена линия подачи сжатого воздуха через третий клапан 13i Управляющие входы клапанов 5,6, 9 и 13 подключены к командному блок 14. Выходы газоанализаторов 3 подключены к блоку 15 обработки и пред ставления информации. Устройство работает следующим образом. За время каждого цикла (устройст во работает циклически) выполняется ряд последовательных операций. Перечень операций и состояние клапанов 5,6,9 и 13 во время выполнения каждой операции приведены в таблице (фиг. 2). Первая операция - наполнение емкости контролируемым газом. В соответствие с таблицей (фиг.2) открыты клапаны 5 и 6. Эжектор В всасывает газ через фильтр 1, клапан 5, емкость 7 и клапан 9. Сухой газ рт источника 10, проходящий через дроссель 12, также вяасывается эжектором 8. Емкость 7 наполняется контролируемым газом. Так как емкость 7 помещена в контролируемую среду, то никаких физико-химических изменений в отобра,нной пробе, например конденсации влаги, не произойдет. Вторая операция - разбавление контролируемого газа, находящегося в емкости 7, сухим газом, не содержащим измеряемых компонентов, подача разбавлённого газа в га банализаторе 3 и определение концентрации измеряемых компонентов в разбавленном газе. В соответствие с таблицей открялт клапан 6. Сухой газ, проходя через дроссель 12, выдавливает контролируемый газ из емкости 7 в газоотборную линию 2, с другой стороны проходит через дроссель 11 и также попадает в газоотборную линию 2. В точке А Контролируемый газ смешивается с сухим газом. Разбавленный газ поступает по газоотборной линии 2 через холодильник 4 в газоанализаторы 3 и далее на сброс. Коэффициент разбавления, зависящий от соотношения дросселей 11 и 12, выбран таким, что после охлаждения разбавленного газа в холодильнике 4 не происходит конденсации влаги. Выходные сигналш газоанализаторов 3 поступают в блок 15 обработки и представления информации. На выходе газоанал изаторов появляются пики (фиг. 3), по амплитуде или площади которлх можно судить о концентрации измеряемого компонента в разбавленном контролируемом газе. Третья операция - наполнение емкости 1 воздухом.; В соответствии с таблицей открыты клапаны 5,9 и 13, Сжатый воздух, проХ0ДЯ через клапан 13 и клгщан 5, проходит через фильтр 1 и очищает его от Нёшишдах частиц сажи и других механических примесей. Часть воздуха засасывается эжектором 8 через клапан 9 и емкость 7. Емкость 7 заполняется воздухом. Четвёртая операция - разбавление воздуха, находящегося в емкости 7, сухим Газом, подача разбавленного воздуха в анализатора 3, определение содержания кислорода в. разбавленном зоздухе. В соответствии с таблицей открыт клапан 6. Сухой газ, проходя через

дроссель 12, выдавливает воздух из .емкости 7 в газоотборную линию 2, с другой стороны сухой газ проходит через дроссель 11 и тоже попадает в газоотборную линию 2. В точке А воздух и сухой газ смешиваются в том же соотнсяиенин, что и контролируемый газ, и смесь попадает в газоанализаторы, среди которых есть газоанализатор кислорода, котоЕжлм определяется концентрация кислорода в разбавленном воздухе.

Коэффициент разбавления можно определить по формуле

К

бр где Cg - концентрация кислорода в

воздухе;

Сбр- концентрация кислорода в разбавленном воздухе.

Концентрация измеряемых компонентов в неразбавленном контролируемом газе можно определить, умножая показания газоанализаторов на разбавленном контролируемом газе на коэффициент разбавления:

С,- К С

р

Требуемое значение коэффициента I разбавления устанавливается регулиру|емыми сопротивлениями 11 и 12 в зави симостн от влагосодержания контролируемого газа, из расчета, чтобы при охлаждении разбавленного газа до нормсшьной температуры не произсяшю концентрации влаги.

Применение изобретения позволит контролировать концентрацию растворимых в воде веществ, содержащихся в газе при повышенной температуре и влажности, путем отбора газа непосредственно из аппарата (факелов, сбросных труб и т.п.) , что обеспечивает высокую экспрессность анализа. устройство обеспечит повышение точности анализа за счет разбавления пробы сухим газом и предотвращения потери части веществ с конденсатом после охлаждения пробы.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля состава газа, содержащее фильтр, установленный на входе газоотборной линии, подключенной к последовательно установленным газоанализаторам, выходы которых соединены с блоком обработки и представления инфО1 1ации, и эжектор, связанный с линией подачи сжатого воздуха, отличающееся тем,, что, с целью повышения точности контроля за счет ликвидации возможности удаления контролируемых компонентов с конденсатом, оно дополнительно.содержит емкость, помещенную в контролируемую среду, источник сухого газа, регулируемые дроссели, клапаны и командный блок, связанный соответствующими выходами с управляющими входами каждого клапана, при

этом первый и второй клапаны установлены последовательно в контролируемой среде после фильтра на газоотборной линии, к которой, через третий клапан подключена линия подачи сжатого воздуха, связанная с первым и вторым клапанами я с входом емкости, подключённой выходом через четвертый клапан к всасывающ |(у входу эжектора, а источник сухого газа соединен

0 через соответствующий регулируемый дроссель с выходснл второго и входом четвертого клапанов.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я т&л, что в качестве

5 одного из газоанализаторов, используют анализатор кислорода.

Источники информации, п инятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 0 626388, кл. G 01 N 1/22, 1977.

2.Тхорхевский Ъ.П. Автоматический анализ химического состава газов. М., Изд-во Химия, 1969, с. 160168.

3.Анализаторы дьиовых газов фир5

мы Хориба. Проспект торговой фирмы Ничмев Ко, ЛТД, Япония, 1978.

Сжитьщ Mg)i |

МОД , .

оооооооооооо оооооо

c02oSbiHO§b)(. 1 азах

/

wm