Способ приготовления газовых смесей

(Е. Ж) 1 авле ьство СССР 27/46, 1985,Автоматический анаа газов. М.: Химия,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ(57) Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано в установках, предназначенных для получения поверочных газовых смесей, необходимых для поверки газоанализаторов. Цельрасширение диапазона приготовляемых смесей в сторону низких конпент(апий и уменьшение времени приготовления. Исходный газ пропускакт шследовательно через первук и вторук твсрдоэлектролптные ячейки (ТЭЯ). К электродам второй ТЭЯ прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле 1(срнста, умсньшакт коннсптрацпк задаваемого компонента путем изменения тока через первую ТЭЯ таким образом, чтобы ток цсрсз электроды второй ячейки нс превышал значений 1= - БКТ (п(: г) где 1 - ток, протекающий через вторую ТЭЯ; К - газовая постоянная, Т температура рабочей зоны второй ТЭЯ; й - газовая постоянная; Т - температура рабочей зоны второй ТЭЯ; п -- число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента; " число Фарадея; г - сопротивление второй ТЭЯ; о - нормированное значение погрешности. Концентрация газа, поступающеп во вторую ячейку, становится приоЙТ/(пЕг) настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле Нернста, что ее можно принять равной заданной с погреппнстьк О, равной заданной в вышеуказанной формуле.пл.(2) Изобретение относится к газовому анализу, а точнее к методам приготовления газовых смесей с известным содержанием одного из компонентов.Цель изобретения - расширение диапазона приготовляемых смесей в сторону низких концентраций и уменьшение времени приготовления.На чертеже представлено устройство для осуществления способа.Устройство содержит первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки, источник 3 регулируемого напряжения, задатчик 4 напряжения, измеритель 5 тока.К электродам второй твердоэлектролитной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле Нернста, изменяют концентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейку таким образом, чтобы ток через электроды второй ячейки не превышал значений где- ток, протекающий через вторуютвердоэлектролитную ячейку;К - газовая постоянная;Т - температура рабочей зоны второйтвердоэлектролитной ячейки;и - число зарядов в ионизированноймолекуле измеряемого компонента;Г - число Фарадея;г - . сопроти вление второй твердоэлектролитной ячейки;о - нормированное значение погрешности.Пример. Необходимо получить смесь с заданным компонейтом - кислородом, с концентрацией кислорода 2,0710 "ог.Для получения смеси требуемого состава азот из баллона направляют последовательно через первую 1 и вторую 2 твердоэлектролитные ячейки. Затем к электродам второй ячейки подключают напряжение 1. , значение которого соответствует задаваемой концентрации кислорода (Сз2,07 10 Я). Напряжение Бз рассчитывают по формуле Нернста где К - газовая постоянная;Т - рабочая температура ячейки;4 Г в количест электричества, необходимое для электрохимического переноса 1 моль кислорода;Со - концентрация кислорода в сравнительной среде.Если Т = 907 К, а Со = 20,7 О то 1.)з = 225 10 15 20 25 30 Под действием напряжения кислород начинает извлекаться из потока газа, при этом через вторую ячейку течет некоторый ток 1. На выходе из этой ячейки устанавливается некоторая точно неизвестная концентрация кислорода, так как прилагаемое напряжение 1)з частично расходуется на преодоление омического сопротивления твердого электролита (1 г) (где г - сопротивление твердого электролита) .Чтобы уменьшить омическое сопротивление г до требуемого уровня, подключают источник 3 регулируемого напряжения к электродам первой ячейки (так как необходимо в данном случае выкачать кислород из потока. газа, т.е. минус источника подключают к электроду, контактирующему с газом из баллона) и регулируют ток, протекающий через электроды первой ячейки таким образом, чтобы ток, протекающий через электроды второй ячейки не превышал значений:лУгЗКТ(3) При этом погрешность за счет наличия тока на второй ячейке не превышает 0,01, т.е. отличие концентрации кислорода на выходе из второй ячейки от требуемой концентрации не более 1 О" (отн.).Этот эффект достигается благодаря тому, что концентрация кислорода, поступающего во вторую ячейку, становится при( 2 . 10 А настолько близкой к концентрации, рассчитанной по формуле (2), что ее можно принять равной заданной с погрешностью, равной заданной в формуле (1). Способ приготовления газовых смесей спомощью первой твердоэлектролитной ячейки и второй твердоэлектролитной ячейки,температура которой поддерживается напостоянном известном уровне, заключающийся в том, что исходный газ пропускают последовательно через первую и вторуютвердоэлектролитные ячейки и осуществляют перекачку задаваемого компонента черезячейки, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона приготовляемых смесейв сторону низких концентраций и уменьшения времени приготовления, к электродам второй твердоэлектролитной ячейки прикладывают постоянное напряжение, рассчитываемое по формуле Нернста, изменяютконцентрацию задаваемого компонента путем изменения тока через первую ячейкутак, чтобы ток через электроды второйячейки не превышал значений.бйТ,пеггде 1 - ток, протекающий через вторую твердоэлектролитную ячейку;1427281 Г - число Фарадея;г - сопротивление второй твердоэлектролитной ячейки;о - нормированное значение погрешности. Юдд гна дхпд 730 Составитель Г. БорРедактор И. Рыбченко Техред И. ВересЗаказ 4848/41 Тираж 847ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела113035, Москва, Ж - 35, РаушскаяПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. К - газовая постоянная; Т - температура рабочей зоны второй ячейки; п - число зарядов в ионизированной молекуле измеряемого компонента;