Устройство для измерения микроконцентраций горючих газов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН З(5 П ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 еиа 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт технической теплофизики АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 232590, кл, 6 01 й 25/30, 1968.2. Патент США Р 3144765, кл. 7376, опублик. 1972 (протстип ).Ф(54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯМИКРОКОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ,.содержащее блок пробоотбора на входесорбционной колонны, снабженнойэлектрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установ,ленный на выходе сорбционной кол,нны, побудитель расхода для просаЯО 057834 А:сывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны и выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулятором расхода газа, установленным в циркуляционном контуре, таймером, в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально замкнутые контакты таймера установлены в цепях Я питания привода циркуляционного насоса, нагревателя сорбционной колонны и электромагнитных кранов- переключателей. С."60 65 Изобретение относится к газовомуанализу, в частности к анализу мик"роконцентраций горючих газов, и может найти применение в различныхобластях промышленности, например,для измерения предельно допустимыхконцентраций токсичных газов в производственных помещениях.Известно устройство дпя определения микроконцентраций горючих газов,основанное на поглощении из анализируемой пробы измеряемого газовогокомпонента твердым сорбентом и последующей.его десорбции путем нагрева сорбента 13.По содержанию газа в продуктахдесорбции судят о концентрации егов исходной анализируемой пробе, чтоусложняет процесс обработки получаемой информации и снижает ее достоверность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениямикроконцентраций горючих газов,содержащее блок пробоотбора на входесорбционной колонны, снабженнойэлектрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установленный на выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционныйконтур с сорбционной колонной, датчиком и электромагнитными кранамипереключателями, установленными навходе колонны и на выходе датчика,блок питания с контактором на еговыходе 2 ),Недостатком известного способаявляется то, что при использовании его для термохимического газового анализа снижается точностьизмерения иэ-за частичного сгорания газового компонента на самомдатчике - на его чувствительном термопреобраэовательном элементе. Цель изобретения - повышение точности измерения.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для измерения микро- концентраций горючих газов, содержащее блок пробоотбора на входе сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установленный на выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны и выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, снабжено регулятором расхода газа, установленным в циркуляционном контуре, таймером,в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально эамкнутые контакты таймера установленыв цепях питания привода насоса, нагревателя сорбционной колонны и- электромагнитных кранов-переключателей,На чертеже показана принципиальная схема устройства.О Устройство содержит блок пробоотбора 1, в котором анализируемая проба газа подготавливается к анализупо давлению, температуре и расходу,а также из нее удаляются механические и агрессивные примеси, блокпробоотбора установлен на входе всорбционную колонну 2, выполненную ввиде фторопластовой трубки, заполненной сорбентом - синтетическими цеолитами, и снабженную электрическимнагревателем 3 для десорбции газа,накопленного на сорбенте, на выходеколонны 2 установлен термокаталитический датчик 4 с регистрирующимсамопишущим ) прибором 5 и побудитель расхода б для просасывания анализируемой пробы через сорбционнуюколонну, На вход побудителя расходаб эжектора ) подается сжатый инструментальный воздух для подсоса30 анализируемого газа, который подается на вход блока пробоотбора 1.На входе сорбционной колонны 2и выходе датчика 4 установлены двухпозиционные краны-переключатели 7З 5 и 8, которые снабжены электромагнитами 9 и 10 и возвратными пружинами11 и 12. С помоц 1 ью кранов-переключателей 7 и 8 создается замкнутыйциркуляционный контур, включающийв себя сорбционную колонну 2, датчик 4, ротационный насос 13 с электроприводом 14 двигателем)и регулятор (стабилизатор ) 15 расхода га.за.Питание электропривода (двига 45 теля ) 14 насоса 13, обмоток электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и нагревателя 3 сорбционной колонны 2 осуществляется отблока 16 питания через нормально зам 50 кнутые контакты соответственно 17,18 и 19 реле времени с регулируемойустановкой времени - таймера 20, Подача напряжения на электропривод14, электромагниты 9 и 10, нагре 55 ватель 3 и пусковую обмотку таймера20 осуц 1 ествляется одновременно привключении контактора 21, а питаниедатчика 4 - непрерывно,Устройство работает следующим образом.В исходном положении контактор 21 выключен и напряжение на электромагнитах 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, на нагревателе 3 колонны 2 и на электроприводе 14 цир1057834 40 Составитель В.ЕкаевРедактор Н.Безродная Техред И.НадьКорректорГ,Огар Заказ 9576/46 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 куляционного насоса 13 отсутствует.Краны-переключатели 7 и 8 находятсяв положении, изображенном на черте-же. В этом случае циркуляционныйконтур отключен и через колонну 2с помощью эжектора б просасываетсяпроба анализируемой газовой смесииз контролируемого помещения. Пробапроходит последовательно блок пробоотбора 1, кран-переключатель 7, сорбционную колонну 2, датчик 4, кранпереключатель 8 и эжектор 6, Приэтом газовый компонент анализируемойпробы накапливается на твердом сорбенте - синтетических цеолитах,заполняющем сорбционную колонну, авоздух сбрасывается на выходе эжектора б.После окончания цикла накоплениявключается контактор 21. При этомчерез нормально замкнутые контакты17, 18 и 19 таймера 20 подаетсянапряжение на привод 14 циркуляцион-ного насоса 13, на обмотки электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и на нагреватель 3 сорбционной колонны 2. Одновременно подается напряжение на пусковую обмотку реле времени - таймера 20. Краныпереключатели 7 и 8 переводятся вобратное(по сравнению с изображенным .на чертеже ) положение и замыкают вход колонны 2 с выходом ротационного насоса 13 и выход датчика4 с входом регулятора (стабилизато.ра 1 15, ротационный насос 13 приводится в движение и начинает перекачивать циркулироватьсмесьвнутри замкнутого контура, а колонна нагревается и выдает в контурциркуляции накопленный гаэ. Циркулируемый газ в замкнутом контуремногократно и последовательно проходит сорбционную колонну 2, датчик 4, кран-переключатель 8, регулятор (стабилизатор 1 15, насос 13,кран-переключатель 7 и т.д. Концентрация газа в циркулионном контуре 45 нарастает со временем, величина ее измеряется датчиком 4 и регистрируется самопишущим прибором 5.После истечения времени уставки таймера 20 он срабатывает, размыкает свои нормально замкнутые контакты 17, 18 и 19 и обесточивает цепи питания электропривода 14 насоса 13, электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, которые с помощью возвратных пружин 11 и 12 возвращаются в исходное положение, и нагревателя 3 сорбционной колонны 2. Выключением контактора 21 снимается напряжение с пусковой обмотки таймера 20, который также возвращается в исходное положение. Благодаря этому устройство в целом подготовлено для следующего цикла измерения.Время уставки реле времени - таймера 20 выбирается таким, чтобы концентрация газа в циркуляционном контуре достигала установившегося (стационарного ) значения, по которому судят о концентрации газа в исходной анализируемой, пробе,Устройстэо позволяет обеспечить стабильность расхода смеси в циркуляционном контуре и неизменность времени циркуляции, что дает возможность повысить точность измере" ния за счет устранения влияния на показания датчика подгорания газа на его чувствительном элементе.Преимуществом устройства является возможность непосредственного наблюдения за динамикой десорбции газа в процессе циркуляции и обеспечение объективного критерия окончания этого процесса - переход в стационарный режим, что в конечном итоге повышает достоверность получаемой информации. Изобретение позволит улучшить контроль атмосферы в производственных помещениях.