Устройство для определения составагаза или жидкости

О П И С А Н И Е (и)794448ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет (43) Опубликовано 0 (45) Дата опублико СССР о делам изобретен. Гохфельд 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЮДЕЛЕНИИЛИ ЖИДКОСТИ СТАВА ГА Недостатком данного ся его низкая чувствител Цель изобретения вительности и точности концентрации полярногостроиствность.повышенпри опрвещества ляет е чувст- еделении Известно также устройство д ления состава газа или жидко жащее проточную емкость для а мой среды, подсоединенный к эт канал подвода сравнительной котором между местом подсоед нала к емкости и побудител сравнительной среды установле манометра 21. ля опреде.сти, содер- нализируеой емкости 5 среды, на инения каем расхода на камера30 Изобретение относится к аналитическому приборостроению и служит для измерения концентрации полярного вещества, присутствующего в качестве примеси в газе или жидкости. Оно может быть использовано 5 также в качестве детектора для газовой или жидкостной хроматографии.Известно устройство для детектирования, например, газов путем ионизации газовой смеси с последующим измерением ее ди электрической проницаемости, пропорциональной концентрации полярного вещества 11.Однако это устройство не позволяет измерять концентрации в количественном вы ражении, так как способ измерений не обеспечивает их точность. Кроме того, устройство является сложным по конструкции и с его помощью нельзя измерить концентрацию полярного вещества в жидкости. 20 Указанная цель достигается тем, что в месте подсоединения канала подвода сравнительной среды к емкости установлены электроды с зазором, соединенные с источником переменного напряжения, а побудитель расхода подсоединен к камере манометра через капилляр.Предлагаемое устройство является реализацией способа, при котором концентрация полярных веществ в газе или жидкости измеряется посредством создания в анализируемой среде области с электрическим полем, измерения разности давлений в этой области и вне ее и определения по этой разности концентрации полярного вещества. Поле не должно превышать величины, при которой наступает электрический пробой газа или жидкости. Усовершенствование способа - использование периодически меняющегося во времени электрического поля и измерение переменной составляющей разности давлений.На чертеже изображено предлагаемое устройство.3В корпусе 1 из диэлектрического материала, например пластмассы, размещены электроды 2 с зазором 3 между ними. Этот зазор является частью канала подвода сравнительной среды, который подсоединен к снабженной входным штуцером 4 проточной емкости 5 для анализируемой среды. В корпусе 1 расположен емкостныи манометр, содержащий мембрану 6 и обкладку 7. Камера 8 манометра установлена между местом подсоединения канала подвода сравнительной среды к емкости 5 (место установки электродов) и побудителем расхода 9, Мембрана 6 и обкладкавключены в емкостный мост, образованный конденсатором 10 и резисторами 11, Питание моста осуществляется от источника 12 переменного напряжения, концентрация полярного вещества измеряется с помощью усилителя 13, детектора 14 и регистрирующего прибора 15, включенных в диагональ емкостного моста. Электроды 2 соединены с источником 16 переменного напряжения.Устройство содержит также емкость 1 с эталонным газом, 11 обудитель расхода 9 подсоединен к камере 8 манометра через капилляр 18.Устройство работает следующим образом.Эталонный газ, не содержащий молекул полярного вещества, например азот, из емкости 17 с помощью побудителя расхода 9 через капилляр 18 подается в камеру 8 манометра и через зазор 3 выходит в емкость 5. Одновременно внешним побудителем расхода 1 не показан) .анализируемый газ подается в штуцер 4 и течет далее в емкость 5 мимо зазора 3. Расход анализируемого газа выбирают на порядок больше, чем расход эталонного газа. При этом сохраняется точность измерений, так как анализируемый газ практически не разбавляется эталонным.Поскольку эталонный газ под действием побудителя расхода 9 заполняет зазор 3, этот зазор и камера 8 оказываются все время заполненными эталонным газом. В то же время один конец зазора 3, противоположный камере 8, подключен к емкости 5, заполненный анализируемым газом. При увеличении напряжения между электродами 2, подаваемого от источника 16, между ними в зазоре 3 возникает электрическое поле, под действием которого анализируемый газ втягивается из емкости 5 в зазор 3. Так как это связано с действием электрических сил на полярные молекулы, сила, втягивающая в зазор 3 эталонный газ, отсутствует.Таким образом, анализируемый газ, втягивающийся в зазор 3, выталкивает эталонный газ в камеру 8, Давление эталонного газа в камере 8 быстро возрастает, но он не может выйти из камеры через капилляр 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 18, Последний, имея малое поперечное се. чение, создает динамическое сопротивление потоку газа. Поэтому результатом роста давления в камере 8 является прогиб мембраны в сторону от обкладки 7. Величина прогиба мембраны 6 увеличивается до тех пор, пока напряжение на электродах 2 не достигнет максимума. Затем это напряжение, давление в камере 8 и прогиб мембраны б уменьшаются до нуля. При этом втянутый в зазор 3 анализируемый газ выталкивается обратно в емкость 5. Напряжение на электродах 2 меняет знак и опять начинает увеличиваться. Процесс увеличения и уменьшения давления в камере 8 повторяется. Мембрана 6 колеблется с частотой 21, в два раза превышающей частоту напряжения источника 16. Поскольку втягивание анализируемого газа в зазор 3 обусловлено наличием в газе молекул полярного вещества, давление в камере 8 и прогиб мембраны 6 оказываются пропорциональными концентрации полярного вещества.Амплитуда колебаний мембраны б измеряется следующим образом.При колебании мембраны 6 электрическая емкость между ней и обкладкой 7 меняется. Это приводит к разбалансу мостовой схемы, в результате чего напряжение источника 12, снимаемое с диагонали моста, оказывается модулированным с частотой 21. Амплитуда модуляции пропорциональна амплитуде колебаний мембраны 6 и концентрации полярного вещества. Модулированное напряжение усиливается усилителем 13 и с помощью детектора 14 из него выделяется низкочастотная составляющая и поступает на регистрирующий прибор 15, шкала которого может быть проградуирована в единицах концентрации полярного вещества. Для эффективной работы мостовой схемы с модуляцией напряжения источника 12 его частота должна, по крайней мере, на порядок превышать частоту источника 16,Измерение концентрации полярного вещества, растворенного в жидкости, производится аналогичным образом с использованием эталонного вещества в виде непал яр ной жидкости. Чувствительность устройства повышается с увеличением амплитудного значения напряжения и соответствующего ему электрического поля между электродами 2, так как при этом при прочих равных условиях увеличивается сила, действующая на молекулы полярного вещества, а следовательно, и давление в камере 8, Для повышения чувствительности напряжение между электродами 2 должно быть выбрано максимально большим по амплитуде при том условии, что электрический пр бой анализируемого газа или жидкости не наступает,7.94448 Формула изобретения Составитель В, Екаев Редактор М. Стрельникова Техред Л. Куклина Корректоры: Л, Орлова н Р. БерковичЗаказ 40;5 Изд,153 Тираж 915 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Предлагаемое устройство улучшает контроль состава текучих сред простыми средствами,Устройство для определения состава газа или жидкости, содержащее проточную емкость для анализируемой среды, подсоединенный к этой емкости канал подвода сравнительной среды, на котором между местом подсоединения канала к емкости и побудителем расхода сравнительной среды установлена камера манометра, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения точности определения содержания полярныхвеществ, в месте подсоединения каналаподвода сравнительной среды к емкости установлены электроды с зазором, соединенные с источником переменного напряжения,при этом побудитель расхода подсоединенк камере манометра через капилляр.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР363906, кл, 6 01 И 27/22, 1967.2. Агейкин А. Д. Магнитные газоанализаторы, М, - Л Госэнергоиздат, 1963,15 с. 24 - 25 (прототип).