Способ определения содержания окиси углерода в атмосферном воздухе

(57) Изобретен ческой технике обнаружения. И та - окись азот с окисью азот потока, один и дый из потоков на. По разност излучения опр углерода, 2 ил. литиедела ктаноздух а два Кажозооках иси нижение ода с тем,пределе но-допуГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) А.К.Терещенко, Т.А.Куринная, Л.Д,Мазыра и А.И,Максимович(56) Р,С. КоЬЫпз, К.М. Вогц, Е. ЯоЫпзоп. Окись углерода в атмосфере.- Аг Роцбоп Сорго Аззосакоп 3 оогпа 1968, 18., М 2, р, 106-110.Вышератин К.Н. идр. Определение концентрации СО методом хемилюминисценции, Труды ГТО им. А.И.Воейнкова, вып.421, 1979, с. 53. Изобретение относится к газоаналитической технике, а конкретно, к методам измерения микроконцентраций СО и может быть использовано для контроля чистоты атмосферного воздуха.Известный метод измерения содержания СО в атмосферном воздухе основан на восстановлении горячей (190-225 С) окиси ртути (НцО) окисью углерода с получением паров Нц, количество которых определяют с помощью. УФ оптического детектора.Недостатком метода является его низкая надежность, обусловленная термическим разложением НцО.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является хемилюминесцентный (ХЛ) способ, согласно которому анализируемый газ, содержащий СО, смевивают с избытком атомарного кислорода и регистрируют возникающее ХЛ- излучение.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯОКИСИ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРНОМВОЗДУХЕ ие относится к гаэоанаЦель - снижение пр спользуютдва газа реа а и озон. Смешивают в а, смесь разделяют н з которых прогревают. смешива,от с избытком и возникающего в па еделяат содержание а Однако, известный способ, вследствие низкого квантового выхода ХЛ-излучения реакции СО+О, имеет недостаточно высокую чувствительность, в результате чего нижний порог обнаружения СО указанным способом составляет че менее 100 мг/м .3Поскольку предельно допустимая концентрация (ПДК) СО в атмосферном воздухе составляет 3 мг/м, становится очевидным,эчто известный способ не позволяет измерять микроконцентрации СО на уровне Целью изобретения является с предела обнаружения окиси углерчтобы обеспечить возможность о ния этого газа на уровне предель стимых концентраций,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе используют два газареактанта; окись азота и озон, при этом анализируемый воздух смешивают с окисьюпроизойдут следующие последовательные 50 55 химические реакции:СО+ 02 = С 02+ 0 (1) ИО+ О = М 02 (2) В результате этих реакций количество окиси азота, поступающее в реакционную камеру 7, уменьшится за счет окисления части КО атомарным кислородом, что приведет к появлению разностного электрического сигнала с выходов фотоприемников. 5 10 15 20 25.30 35 40 45 Для получения электрического. сигнала,пропорционального содержанию СО в анализируемом воздухе, необходимо обеспечить в термическом преобразователеизбыток окиси азота по отношению к окисиуглерода.В предлагаемом способе выходной информативный сигнал, пропорциональныйконцентрации СО, формируется в результате протекания реакции ИО + Оз, котораяхарактеризуется более высоким квантовымвыходом ХЛ, чем реакция.СО+О. Благодаряэтому, предлагаемый способ обеспечиваетболее низкий порог обнаружения, а.следовательно, более точное измерение предельно допустимых концентраций окисиуглерода в атмосферном воздухе,П р и м е р. На вход устройства подавалигазовые. смеси (СО+ воздух) с аттестован н ь 1 ми концентрациями .окиси углерода.В качестве фотоприемников ХЛ-излучения использовались фотоумножителиФЭУ 84-3,После усиления выходные токи фотоприемниковв регистрировались самопишущим потенциометром .типа КСУсдиапазоном измерения 0-5 мА. При этоммаксимальная амплитуда шума токовогосигнала устройства не превышала 0,2 мА.Термический преобразователь выполнен в виде трубки из термостойкого стекла,подогреваемой до температуры 500-700 С, .В табл. 1 представлены значения выходных сигналов устройства при различныхтемпературах термопреобразователя.Из табл. 1 следует, что в температурноминтервале от 500 до 650 С чувствительностьустройства к окиси углерода максимальна,поэтому указанный температурный интервал является наиболее оптимальным для работы термического преобразователя.На фиг, 2 показана функция преобразования концентрации окиси углерода в токовый сигнал устройства при различныхизбытках окиси азота, поступающих в смеситель от источника газа-реактанта. Температура в термическом преобразователесоставила 550 С.Видно, что увеличение избытка окисиазота приводит к расширению линейногоучастка функции преобразования, на котором полезный сигнал устройства не зависитот величины концентрации окиси азота, поступающей в смеситель.Из фиг. 2 видно также, что при концентрации ИО, равной 5,5 рра, функция преобразования линейна в диапазонеконцентраций С 02 от 0 до 1,7 ррп 1,При этом избыток ИО по отношению к.верхней границе линейного участка (кото1762200 Таблица 1 Таб рый определяет максимально измеряемую предлагаемым способом концентрацию СО), составляет 5,5/1,7 = 3,2.При концентрациях МО, равных 10,6 ррах и 22 ррщ верхние пределы линейных участков расширяются до значений 3,5 и 5,6 рргп, а соответствующие избытки МО составляют 3,0 и 3,9.В табл. 2 приведены величины указанных избытков ЙО при температурах термопреобразователя от 500 до 650 С,Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что в температурном интервале от 500 до 650 Сизбыток МОдолжен бытьнеменее 3-4 кратным, для того чтобы исключить влияние избыточной концентрации ИО на выходной (полезный) сигнал устройства,Фо р мул а и зоб рете н и я. Способ определения содержания окиси углерода в атмосферном воздухе, включающий регистрацию интенсивности хемилюминисцентного излучения, возникающего при смешивании потока анализируемого воздуха с гвзом-реактантом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения предела обнаружения и обеспечения воэможности определения окиси углерода на уровне предельно допустимых концентраций, используют два газа-реактанта: окись азота и 10 озон, при этом анализируемый воздухсмешивают с окисью азота, взятой в 3-4- кратном избытке по отношению к уровню определяемых концентраций, полученную смесь разделяют на два потока, один 15 из которых прогревают в интервале температур 500 - 650 С, затем каждый из потоков смешивают с избытком озона и по разности возникающего в потоках излучения определяют содержание окиси 20 углерода.эказ 3255 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, МОсква, Ж, Раушска Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССнаб., 4/5