Устройство для измерения микроконцентраций горючих газов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ |МИКРОКОНЦЁНТРАЦИЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее блок пробоотбора на вх сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для де сорбции газа, датчик газа, устано ;Ленный на выходе сорбционной кол ны, побудитель расхода для просаf &-:: . J3 / сывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и,электромагнитными кранами-переключателями , установленными на входе колонны И выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулятором расхода газа, установленным в циркуляционном контуре,таймером, в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально замкнутые контакты таймера установлены в цепях питания привода циркуляционного насоса, нагревателя сорОционной колонны и электромагнитных-крановпереключателей .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(5П

/., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3476133/18-25 (22) 26.07.82 (46) 30.11.83. Вюл. Р 44 (72) A.Н.Щербань, Н.И.Фурман, В.Н.Тарасевич и О.М.Семенцов (71) Институт технической теплофизики АН Украинской CCP (53) 543.274 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 232590, кл. j 01 и 25/30, 1968.

2. Патент CEJA Р 3144765, кл. 7376, опублик. 1972 (протстип ). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИИКРОКОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, .содержащее блок пробоотбора на входе сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установ,ленный на выходе сорбционной кол .н ны, побудитель расхода для просаÄÄSUÄÄ 057834 А

:сывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны и выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено регулятором расхода газа, установленным в циркуляционном контуре, таймером, в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально замкнутые контакты таймера установлены в цепях Q питания привода циркуляционного насоса, нагревателя сорбционной колонны и электромагнитных -крановпереключателей. С:

1057834

Изобретение относится к газовому анализу, в частности к анализу микроконцентраций горючих газов, и может найти применение в различных областях промышленности, например, для измерения предельно допустимых концентраций токсичных газов в производственных помещениях.

Известно устройство дпя определения микроконцентраций горючих газов, основанное на поглощении из анализируемой пробы измеряемого газового компонента твердым сорбентом и последующей.его десорбции путем нагрева сорбента (1 3.

По содержанию газа в продуктах десорбции судят о концентрации его в исходной анализируемой пробе, что усложняет процесс обработки получаемой информации и снижает ее достоверность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения микроконцентраций горючих газов, содержащее блок пробоотбора на входе сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установленный на выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком и электромагнитными кранамипереключателями, установленными на входе колонны и на выходе датчика, блок питания с контактором на его выходе (2 J.

Недостатком известного способа является то, что при использовании его для термохимического газового анализа снижается точность измерения иэ-за частичного сгорания газового компонента на самом датчике — на его чувствительном термопреобраэовательном элементе.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для измерения микроконцентраций горючих газов, содержащее блок пробоотбора на входе сорбционной колонны, снабженной электрическим нагревателем для десорбции газа, датчик газа, установленный на выходе сорбционной колонны, побудитель расхода для просасывания анализируемой пробы через колонну, циркуляционный насос с электроприводом, образующий замкнутый циркуляционный контур с сорбционной колонной, датчиком газа и электромагнитными кранами-переключателями, установленными на входе колонны и выходе датчика, блок питания с контактором на выходе, снабжено регулятором расхода газа, установленным в

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении контактор

21 выключен и напряжение на электромагнитах 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, на нагревателе 3 колонны 2 и на электроприводе 14 цирциркуляционном контуре, таймером, в цепь питания пусковой обмотки которого включен контактор, нормально эамкнутые контакты таймера установлены в цепях питания привода насоса, нагревателя сорбционной колонны и

- электромагнитных кранов-переключателей.

На чертеже показана принципиальная схема устройства. !

О Устройство содержит блок пробоотбора 1, в котором анализируемая проба газа подготавливается к анализу по давлению, температуре и расходу, а также из нее удаляются механические и агрессивные примеси, блок пробоотбора установлен на входе в сорбционную колонну 2, выполненную в виде фторопластовой трубки, заполненной сорбентом — синтетическими цеолитами, и снабженную электрическим нагревателем 3 для десорбции газа, накопленного на сорбенте, на выходе колонны 2 установлен термокаталитический датчик 4 с регистрирующим (самопишущим ) прибором 5 и побудитель расхода б для просасывания анализируемой пробы через сорбционную колонну, На вход побудителя расхода б (эжектора ) подается сжатый инструментальный воздух для подсоса

30 анализируемого газа, который подается на-вход блока пробоотбора 1.

На входе сорбционной колонны 2 и выходе датчика 4 установлены двухпозиционные краны-переключатели 7 и 8, которые снабжены электромагнитами 9 и 10 и возвратными пружинами

11 и 12. С помощью кранов-переключателей 7 и 8 создается замкнутый циркуляционный контур, включающий в себя сорбционную колонну 2, датчик 4, ротационный насос 13 с электроприводом 14 (двигателем)и регулятор (стабилизатор ) 15 расхода га.за.

Питание электропривода (двига45 теля ) 14 насоса 13, обмоток электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и нагревателя 3 сорбционной колонны 2 осуществляется от блока 16 питания через нормально зам50 кнутые контакты соответственно 17, 18 и 19 реле времени с регулируемой установкой времени — таймера 20. Подача напряжения на электропривод

14, электромагниты 9 и 10, нагре55 ватель 3 и пусковую обмотку таймера

20 осуществляется одновременно при включении контактора 21, а питание датчика 4 — непрерывно.

1057834

Составитель В.Екаев

Редактор Н.Безродная Техред И.Надь

КорректорГ,Огар

Заказ 9576/46 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 куляционного насоса 13 отсутствует.

Краны-переключатели 7 и 8 находятся в положении, изображенном на чертеже. В этом случае циркуляционный контур отключен и через колонну 2 с помощью эжектора б просасывается проба анализируемой газовой смеси из контролируемого помещения. Проба проходит последовательно блок пробоотбора 1, кран-переключатель 7, сорбционную колонну 2, датчик 4, кран- 10 переключатель 8 и эжектор 6. При этом газовый компонент анализируемой пробы накапливается на твердом сорбенте — синтетических цеолитах, Iзацолняющем сорбционную колонну, а воздух сбрасывается на выходе эжектора б.

После окончания цикла накопления включается контактор 21. При этом через нормально замкнутые контакты

17, 18 и 19 таймера 20 подается напряжение на привод 14 циркуляцион- ного насоса 13, на обмотки электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8 и на нагреватель 3 сорбционной колонны 2. Одновременно подается напряжение на пусковую обмотку реле времени - таймера 20. Краныпереключатели 7 и 8 переводятся в (обратное (по сравнению с изображенным .на чертеже ) положение и замы- 30 кают вход колонны 2 с выходом ротационного насоса 13 и выход датчика

4 с входом регулятора (стабилизато.ра 1 15, ротационный насос 13 при водится в движение и начинает пере- 35 качивать (циркулировать l смесь внутри замкнутого контура, а колонна нагревается и выдает в контур циркуляции накопленный газ. Циркулируемый газ в замкнутом контуре многократно и последовательно проходит сорбционную колонну 2, датчик 4, кран-переключатель 8, регулятор (стабилизатор 1 15, насос 13, кран-переключатель 7 и т.д. Концентрация газа.в циркуляционном контуре нарастает со временем, величина ее измеряется датчиком 4 и регистрируется самопишущим прибором 5.

После истечения времени уставки таймера 20 он срабатывает, размыкает свои нормально замкнутые контакты 17, 18 и 19 и обесточивает цепи питания электропривода 14 насоса 13, электромагнитов 9 и 10 кранов-переключателей 7 и 8, которые с помощью возвратных пружин

11 и 12 возвращаются в исходное положение, и нагревателя 3 сорбционной колонны 2. Выключением контактора 21 снимается напряжение с пусковой обмотки таймера 20, который также возвращается в исходное положение. Благодаря этому устройство в целом подготовлено для следующего цикла измерения.

Время уставки реле времени — таймера 20 выбирается таким, чтобы концентрация газа в циркуляционном контуре достигала установившегося (стационарного 1 значения, по которому судят о концентрации газа в исходной анализируемой, пробе, Устройстэо позволяет обеспечить стабильность расхода смеси в циркуляционном контуре и неизменность времени циркуляции, что дает возможность повысить точность измерения за счет устранения влияния на показания датчика подгорания газа на его чувствительном элементе.

Преимуществом устройства является возможность непосредственного наблюдения за динамикой десорбции газа в процессе циркуляции и обеспечение объективного критерия окончания этого процесса — переход в стационарный режим, что в конечном итоге повышает достоверность получаемой информации.

Изобретение позволит улучшить контроль атмосферы в производственных помещениях.