Способ измерения примесей в газе

(1) 554483 Сооз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-в (22) Заявлено 13.06.74 (21) 203431 1 Х 15/О 1) М. К присоединением заявки Ь осударственныи комитеСовета 11 инистров СССРпо делам изобретенийи откри Гии(71) Заявтель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗЕ Изобретение относится к способам измерения примеси в газе, основанном на превращении молекул примеси в ядра конденсации для пересыщенных паров различных вепеств.Известен способ измерения газовых примесей, в котором пересыщеняый водяной пар, конденсирующийся на ядрах, как па центрах, создается путем адиабатического расширения увлажненной газовой пробы 1). Измерение концентрации образующихся водяных капелек производится оптическим способом. Рассеянный на капельках свет преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлемента. Недостатком прибора является периодичность отбора пробы и низкая чувствительность.Известен способ измерения газовых примесей, в котором пересыщенный водяной пар, конденсирующийся на ядрах, как на центрах, создается путем турбулентного смещения разнотемпературных потоков газа, более холодный из которых содержит ядра конденсации 2). В конденсационную камеру вводят сначала первую пробу профильтрованного газа (температура -80 С; увлажнен до 1007 о); вторая проба газа, содержащего ядра конденсации (температура - 380 С, увлажнен до 100%) быстро пнжектируется через сопло в эту камеру, где при турбулентном смешении с первым газом создается пересыщение водяного пара, Измерение концентрации образующихся водяных капелек производится оптическим способом. Рассеянный на капельках свет преобразуется в электри ескпй сигнал с помощью фотоэлемента.5 Недостатком указанного способа являетсянизкая чувствительность по газовым примесям пз-за использования пересыщенного водяного пара в качестве проявителя ядер конденсации.Наиболее Олпзким к предлагаеО.су пзоо рстсншо является способ 3, включающий всебя обработку анализируемой пробы для превращения се в ядра конденсации и последующее примепснис двух ступеней высоких пересыщепий малолстучпх проявляющих и укруп няющпх всществ. Концентрацию образовавшихся аэрозольных частиц измеряют оптическим способом по интенсивности рассеянногопмп света.Пересыщеппый пар малолетучсго вещест ва-проявптеля создается путем испаренияего в нагретом потоке газа и турбулентного смешения этого потока с колодным потоком анализируемого газа, содержащим ядра конденсации. Образованные па ядрах первичные 25 частицы аэрозоля укрупняются затем в псресы 11 снпОк паре Всщества -- укрупппСл до размсров, мдоопых д;111 Оп 1 чсскпх 1 Змсрсппй.Создание псрссыщенпя пара вещества-укрупнптеля производится на второй ступени 30 смешения разпотемпературных потоков аналоКорректор 3. Тарасова Редактор И. Шейкин Заказ 10546 Изд, М 401 Тираж 1106 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К.35, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 гпчно первой ступени смешения с паром проявителя.Однако необходимость испарения веществ для получения пересыщенного пара существенно ограничивает их выбор, так как чем выше требуемая для испарения температура, тем труднее избежать присутствия в паре мешающих примесей, испаряющихся пз нагреваемого вещества и из стенок нагревательного устройства, Кроме того, применение высоких температур усложняет техническое оформление способа.В то же время для расширения диапазона измеряемых такими способами примесей необходимо ие возможность создаать пе 1 чесыщенпе пара таких трудопспаряемых веществ, как, например, ЯОз.Для расширения диапазона измеряемых примесей и увеличения чувствительности анализа предлагается создавать пересыщеппе копденсирующегося па ядрах па 1 ча 1 чазлокен 1 чем и окислением соответствующих элементоорганических соединений. Так, например, путем термического разложения и окисления метилсилана в воздухе можно получить требуемую концентрацию пара при температурах на несколько сот градусов ш 1 же, чем при непосредственном пснарешш. Соответственно, мешающий фон примесей снижается на 2 - 3 порядка и увеличивается чувствительность определения примесей, например, ряда кремнийорганических соединений, содержащих более одного атома кремния в молекуле,П р и м е р. Анализируемый поток газа (воздуха), содержащий примесь гексаметилдисплоксана (СНз) зЯ - О - Я (СНз) з, пропускают последовательно через две трубки из корунда, снабженные электрообмоткой и тепло- изоляцией, Начало первой трубки и конец второй имеют холодильники, закрепленные в общем кожухе, так что между горячими концамп трубок имеется зазор для подачи во вторую трубку дополнительного малого потока, содержащего пар элементоорганического соединения (метплсплана, НЯСНз). П 11 эи разложении и окислении метилсиланаобразуются молекулы ЯОз, конденсирующиеся на молекулярных ядрах, полученных притермоконверсии молекул гексаметилдисплок 5 сана в первой трубке. Далее следует двухступенчатое укрупнение образующихся во второмтермореакторе частиц в пересыщенном паресначала, например, триэтаноламина, затем -дпизобутилфталата, Дозирование пересыще 10 пия пара этих веществ производится последовательно в двух приборах смесительного типа.Счетная концентрация образовавшихся аэрозольных частиц определяется в непрерывномпотоке с помощью фотоэлектрического нефе 15 лом етр а.Добавление дозированных количеств параметилсплана, образующего при пиролизспсресыщенпый пар %0 ъ копденспрующийсяна молекулярных яд 1 чах, получаемых пз молс 20 кул гексаметилдисилоксапа (илп гексаметилдисплазана (СНз) зЯ - МН - 51(СНз) з), позволяет увеличить чувствительность пх определения на два порядка (10 " об. долей по сравненшо с 10 воб. долей по старой схеме).25Формула изобретенияСпособ измерения примесей в газе путемпрсвращения молекул примеси в ядра конденсации, создания пересыщения пара других ве 30 ществ, конденсирующихся на ядрах, выращивания аэрозольных частиц и измерения ихконцентрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона измеряемыхпримесей и увеличения чувствительности ана.35 лиза, пересыщение конденсирующегося на яд.рах пара создают разложением и окислениемэлементоорганических соединений, напримерметилсилана.Источники информации, принятые во вни:40 мание при экспертизе:1, Патент США Ио 2684008, кл, 356 в ,1954,2. Г 1 атепт США Мз 3694085, кл. 356 - 37,1972,45 3. Авторское свидетельство Мо 188132, М.Кл.з б 01 И 15/00, 1961 (прототип).