Способ избирательного измерения концентрации водорода

(5 с)5 6 01 й 27/16 Я,ТЕ ОСУДАРСТВЕНС 1 ЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский отдел по разработкеконтрольно-измерительной аппаратурыВсесоюзного научно-исследовательскогоинститута горноспасательного дела(56) Павленко В,П. Газоанализаторы, М-Л.:Машиностроение, 1965, с.35-51,Лисогор Б,М., Гловский Ю,И., ЗасильскийЛ,В. Избирательный контроль загрязнения атмосферы производственныхпомещений горючими газами и парами. -Проблемы контроля и защиты атмосферы отзагрязнений, гс. 12, Киев: Наукова думка,1983, с.32-34. Изобретение относится к газовому анализу и может найти применение в приборах и устройствах контроля газовой среды.Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности измерения концентрации водорода в атмосфере высоких концентраций горючих газов.Способ избирательного измерения концентраций водорода заключается в вычитании из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода, Для определения суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода используют термохимический и реобразователь,При проведении измерений анализируемая смесь подается одновременно в реак(54) СПОСОБ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА (57) Изобретение относигся к сазоаналитическому приборостроению, в частности к способам избирательного измерения концентрации водорода в присутствии других горючих газов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений. Измерение концентрации водорода проводится путем вычитания из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода, при этом используют термохимический преобразователь, рабочий чувстеительныи элемент которого обработан раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану, а температуру этого элемента устанавливают равной 150-350"С при отсутствии горючих газон, 1 табл ционную камеру термохимического первичного преобразователя, где на рабочем ЧЭ происходит беспламенное окисление горючих газов, сопровождаемое термоэффектом гетерогенной реакции, и в камеру инфракрасного первичного преобразователя,Для предотвращения горения метана и его гомологов рабочий ЧЭ термохимического преобразователя обрабатывают раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану, Температуру этого элемента для проведения измерений устанавливасот равной 150-350 С при отсутствии горючих газов, Указанные выше газы (метан и его гомологи) начинают окисляться при температуре выше 1000 С, а водород и оксид углерода - при 150 С, Таким образом, метан и его гомологи исключасот из процес 164235240 50 са измерения, т.е. появляется возможность измерения только содержания окисла углерода и водорода в многокомпонентной газовой смеси,Использованием инфракрасного первичного преобразователя обеспечивают избирательное определение оксида углерода, Съем информации с обоих преобразователей электронным блоком математической обработки производят одновременно, что устраняет погрешность измерения за.счет изменения состава анализируемой смеси во времени, На дисплее блока отображается информация о содеркании водорода,Как показали результаты исследований, в выбранном рабочем диапазоне температур (рабочего ЧЭ) при отсутствии горючих газов, равном 180-350,С, даже при содержании водорода Около 4%, д СО Около 12% температура рабочего ЧЗ не превышает 700 С, что исключает горение метана и его гомологов при наличии больших концентраций горючих газов в анализируемой смеси,В таблице представлены данные по выбору температуры рабочего ЧЗ при отсутствии горючих газов,П р и м е р. Термосопротивления рабочего и сравнительного ЧЗ выполнены в виде спирали из платиновой проволоки диаметром 20 мкм, На поверхность рабочего ЧЗ методом электрофореза при напряжении 12 В и времени 3 с наносится покрытие из суспензии, твердая фаза которой содержит электрокорунд, а жидкая - метанол и биндер, Затем рабочий ЧЭ покрывается смесью из 60%-ного раствора алюмофосфатной связки (АФС) и воды при их соотношении 1:2 однократной обработкой путем пропитки с последующей прокалкой покрытия. На сравнительный ЧЗ наносится покрытие из инертного по отношению к горючим газам вещества.Наилучшие показания выходного сигнала получены при соотношениях АФС, Н 20 = 3;5 - 1:2 и кратности пропитки 1 - 3, величина выходного сигнала при этом равна 10-15 мВ на 1% Н. При величине сигнала, равной 20 мВ на 1% Н 2, происходит окисление метана в среде больших концентраций горючих газов. При величине сигнала менее 10 Мв на 1% 5 10 15 20 25 30 Н 2 необходимо .увеличить коэффициентусиления, что нежелательно, т.к. это приводит также к ухудшению метрологических характеристик датчика,Если соотношение АФС; Н 20 будетменьше, чем 1:5, например 1:6, то приросттепла на рабочем элементе при высокихконцентрациях водорода и оксида углеродадостигнет таких значений, при которых начнет окисляться уже и метан, что значительно снизит точность измерения водорода, аследовательно, и метрологические параметры датчика.При соотношении АФС: Н 20 большем,чем 1;2, рабочий элемент становится неактивным по отношению к горючим газам (водороду и оксиду углерода).При кратности пропитки,выше 3 рабочий элемент становится инертным по всемгорючим газам,Данный способ был реализован в автоматической аппаратуре контроля аварийной атмосферы угольных шахт,Применение изобретения позволяет автоматизировать процесс избирательногоопределения водорода при высокой точности измерения его содержания в атмосферебольших концентраций горючих газов, чтов целом повысит оперативность и безопасность ведения горноспасательных работ вугольной промышленности. Формула изобретения Способ избирательного измерения концентрации водорода в среде горючих газов, заключающийся в вычитании из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения в атмосфере высоких концентраций горючих газов, для определения суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода используют термохимический преобразователь, рабочий чувствительный элемент которого обработан раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану, а температуру этого элемента устанавливают равной 150 - 350 С при отсутствии горючих газов,Чувствительность, мВ/1 Н 2 Чувстви- Чувствительность, тельность, мВ/1 ф СО мВ/1 ф СН 4 Примечение 8 10 12 13 При температурах ниже150 С оксид углерода неокисляется 0 0 0 0 1 3 4 15 16 16 16,5 0 0 0 0 Дальнейшее повышение температуры выше 350 С нецелесообразно, т.к. увеличение сигнала не- значительно 7,5 8 8,5 9Редактор М.Циткина Заказ 1143 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Нижний предел100 125 150 175 Верхний предел325 350 375 400 Составитель В.ЕпаевТехред М.Моргентал Корректор И,Муска