Устройство для измерения концентрации газов

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 й 27/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕПЬСТВУ ВТОРСНОМЪ 4/24-2 еОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ(71) Кабардино-Балкарский ордена Дружбы народов государственный университет(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 667880, кл. б 01 й 27/07, 1977.2, Авторское свидетельство СССР Р 1013833, кл, 6 01 И 2746, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ, растворимых в ан лизируемой среде, включающее корпус для анализируемой среды, снабженный газопроницаемой пробкой, газоподводя щую трубку, пропущенную одним концом через пробку и содержащую на погружа емом во время измерений в среду конце внутренний и внешний электроды связанные с измерительной системо 80159 7 А о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции путем совмещения функций средств ввода газов, перемешивания анализируемой среды и омывания ею электродов на погружаемой во время измерений в анализируемую среду части трубки выполнено отверстие.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что отверстие расположено перед внутренним электродом по пути ввода газа.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ц лью повышения точности измерений, отверстие выполнено в сечении в виде Б эллипса.4. Устройство по пп, 1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что отверстие выполнено конусообразного профиля, большее основание которого расположено на внешней поверхности стенки трубки..Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при кинетических исследованиях химических процессов, а также для измерений в малых объемах. 5Известен датчик для измерения электропроводности, содержащий кольцевые электроды, разделенные изолирующими участками 13.Однако, наличие у датчиков внеш него поля приводит к поляризации 4и делает его чувствительным к месторасположению, что сказывается на точности измерений.Наиболее близким по технической 5сущности к предлагаемому является уст-,ройство для измерения концентрациигазов, растворимых в анализируемойсреде., включающее корпус для анализируемой среды, снабженный газопроница емой пробкой, газоподводящую трубку,пропущенную одним концом через пробку и содержащую на погружаемом во время измерений в среду конце внутреннийи внешний электроды, связанные с измерительной системой 2.Однако при использовании данногоустройства ввод газов в ячейку черезтрубку приводит к периодическим отключениям внутреннего электрода пузырьками от анализируемого раствора,и, как следствие, к погрешностям измерений. Кроме того, становится необходимым применение дополнительныхсредств, обеспечивающих перемешиваниез 5анализируемой среды и ее прокачкучерез трубку для постоянного омыванияэлектродов, Применение дополнительныхсредств для перемешивания и прокачкижидкостей среды усложняет конструкцию 40и ограничивает ее применимость,Цель изобретения - упрощение конструкции путем совмещения функций средств ввода газов, перемешивания анализируемой среды и омывания ею электродов, повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации газов, растворимых в ана лизируемой среде, включающем корпус для анализируемой среды, закрываемый газопроницаемой пробкой, газоподводящую трубку, пропущенную одним концом через пробку и содержащую на погружаемом во время измерений в среду конце внутренний и внешний электроды, связанные с измерительной системой,на погружаемую во время измерений в анализируемую среду части трубки выполнено отверстиеКроме того, отверстие расположено перед внутренним электродом на пути ввода газа, выполнено в сечении в виде эллипса и конусообразного профиля, большее основание которогорасположено на внешней поверхности стенки трубки.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - зависимость скоростипрокачки анализируемой среды от расхода Я. газа-носителя; на фиг.4 - зависимость постоянной времени 1 датчика от расхода газа-носителя.Устройство содержит корпус 1 для анализируемой жидкой среды 2, закрываемый газопроницаемой пробкой 3, трубку 4, имеющей на внутренней ивнешней- поверхностях электроды 5 и 6, подсоединенные изолированными проводниками 7 к схеме измерения, состоящей из усилителя-преобразователя 8, генератора 9 прямоугольных импульсов и измерителя О, к которомуподключен, например самописец (не показан),Через патрубок 11 на внешнем конце трубки 4 осуществляется подача исследуемых газов, по ходу движения которых в погруженной в среду 2 части трубки перед электродами выполнено отверстие 12 эллиптичной, как наиболее предпочтительной, формы, хотяпоследняя может быть произвольной,например, круглой, квадратной. Для вывода из корпуса устройства нерастворенных газов служит канал 13 впробке 3.Работа устройства поясняется на примере определения концентрации НС 1, выделяющегося в ходе реакции поликонденсации и выносимого из реактора(не показан) с помощью инертногогаэа-носителя-азота.Заполнив корпус 1 дозированнымколичеством жидкости 2 (напримербндистиллята) и закрыв его пробкой 3,в которой закреплена трубка с электродами - собственно датчик электропроводности, помещают устройство в термостат, в котором поддерживается необходимая температура с точностью +0,01 С,НС, поступающий через патрубок 11 вместе с азотом, растворяясь, будет1155 изменять электропроводность жидкости - анализируемой среды 2, Напряжение, пропорциональное электропроводности раствора, преобразуется (усиливается, детектируется и т.д.) в измерительном канале и регистрируется,например, с помощью самописца.Точность измерений НС составляет+ 0,057. в интервале концентраций10 ,10 моль. л , ОВ устройстве используется стеклянная трубка с внутренним диаметромфс,З мм, в которой электроды 5 и 6У станавливаются коаксиально (это исключает влияние на результаты измерений местоположения датчика) и располагаются на расстоянии 1,5 Вьн(КН -внутренний радиус трубки) отнижнего края. Эллиптичное отверстие12 имеет размеры, превышающие в 1,5- щ2 раза внутреннее сечение трубки иконусообразный профиль 14, сопрягаемый с внешней и внутренней стенкамитрубки скруглениями (разрез А-А нафиг.1), Причем ошибка минимальна, 25когда профиль отверстия конусообразный при расположении его большегооснования со стороны внешней поверхности стенки трубки,Наличие отверстия в трубке придаетОей функции насоса импульсного (пульсирующего) действия, обеспечивающего 927 4реверсивное (в зависимости от расхрда газа) движение анализируемой среды 2, при котором происходит смешива". ние поступающего газа с жидкостью, его растворение и омывание раствором электродов 5 и 6.Установлено, что при малых расходах газа жидкость всасывается через нижний конец трубки и выходит . через отверстие 2, т.е. массообмен осуществляется по часовой стрелке. При некотором критическом расходе газа жидкость остается в корпусе 1 неподвижной, а при дальнейшем увеличении расхода - начинает двигаться в обратную сторону, входя в трубку 4 через отверстие 12 и выходя через ее нижний конец.Предлагаемое устройство в отличие от известных имеет простую конструкцию, содержащую всего один ввод для газа, в которой датчик электропровод- ности совмещает в себе функции насоса и мешалки, обеспечивающих массообмен в измеряемом объеме. Это обеспечивает возможность миниатюризации как самого, датчика, так и устройства в целом, и, как следствие - возможность проведения измерений параметров химических (технологических) процессов при малых концентрациях исходных реагентов.155927 Составитель Г,Касарда Техред И.Асталош миров Корре Максими Дакт Заказ 3132/3 Тираж 897 ал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная ВНИИПИ Г по дел 13035, Мнного комите ений и открь 5, Раушская Подписноа СССРийаб., д. 4