Устройство для измерения концентрации газов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ, растворимых в анализируемой среде, включающее корпус для анализируемой среды, снабженный 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. отличающееся 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 вьтолнено отверстие. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что отверстие расположено перед внутренним электродом по пути ввода газа. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, отверстие вьтолнено в сечении в виде i эллипса. 4.Устройство по пп. 1 и 3, 6 tличающееся тем, что отверстие выполнено конусообразного профиля , большее основание которого рас положено на внешней поверхности стенки трубки.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 у11 С 01 и 27/02

IZ фиг l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3645694/24-25 (22) 18. 08. 83 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) С,Ф. Бобров, Г.П. Стусов, Х.Д. Бакуева и А.К. Микитаев (71) Кабардино-Балкарский ордена

Дружбы народов государственный университет (53) 543;257(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 667880, кл. б 01 N 27/07, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 1013833, кл. G 01 N 27/46, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ, растворимых в анализируемой среде, включающее корпус для анализируемой среды, снабженный 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, „„Я0„„15 9 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 га-зов, 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 целью повышения точности измерений, отверстие выполнено в сечении в виде Б эллипса.

4. Устройство по пп. 1 и 3, b 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.

1155927.Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при кинетических исследованиях химических процессов, а также для измерений в малых объемах. 5

Известен датчик для измерения электропроводности, содержащий кольцевые электроды, разделенные изолирующими участками Ii).

Однако, наличие у датчиков внешнего поля приводит к поляризации

3 и делает его чувствительным к месторасположению, что сказывается на точности измерений.

Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому является уст-, ройство для измерения концентрации газов, растворимых в анализируемой среде, включающее корпус для анализируемой среды, снабженный газопроница-20 емой пробкой, газоподводящую трубку, пропущенную одним концом через пробку и содержащую на погружаемом во время измерений в среду конце внутренний и внешний электроды, связанные с из- 25 мерительной системой f2).

Однако при использовании данного устройства ввод газов в ячейку через трубку приводит к периодическим отключениям внутреннего электрода пу- 30 зырьками от анализируемого раствора, и, как следствие, к погрешностям измерений. Кроме того, становится необходимым применение дополнительных средств, обеспечивающих перемешивание анализируемой среды и ее прокачку через трубку для постоянного омывания электродов. Применение дополнительных средств для перемешивания и прокачки жидкостей среды усложняет конструкцию и ограничивает ее применимость.

Цель изобретения — упрощение конструкции путем совмещения функций средств ввода газов, перемешивания анализируемой среды и омывания ею 4> электродов, повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации газов, растворимых в ана- Ю лизируемой среде, включающем корпус для анализируемой среды, закрываемый газопроницаемой пробкой, газоподводящую трубку, пропущенную одним концом через пробку и содержащую на погружа- Ы емом 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 отверстие °

Кроме того, отверстие расположено перед внутренним электродом на пути ввода газа, выполнено в сечении в виде эллипса и конусообразного профиля, большее основание которого расположено на внешней поверхности стенки трубки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — зависимость скорости прокачки анализируемой среды от расхода Я газа-носителя; на фиг.4 — зависимость постоянной времени J датчика от расхода газа-носителя.

Устройство содержит корпус 1 для анализируемой жидкой среды 2, закрываемый газопроницаемой пробкой 3, трубку 4, имеющей на внутренней и внешней- поверхностях электроды 5 и 6, подсоединенные изолированными проводниками 7 к с..<еме измерения, состоящей из усилителя-преобразователя 8, генератора 9 прямоугольных импульсов и измерителя !О, к которому подключен, 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, хотя последняя может быть произвольной, например, круглой, квадратной. Для вывода из корпуса устройства нерастворенных газов служит канал 13 в пробке 3.

Работа устройства поясняется на примере определения концентрации НС1, выделяющегося в ходе реакции поликонденсации и выносимого из реактора (не показан) с помощью инертного газа-носителя-азота.

Заполнив корпус 1 дозированным количеством жидкости 2 (например бндистиллята) и закрыв его пробкой 3, в которой закреплена трубка с электро- дами — 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, будет

1155 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 HCt составляет

+ 0,057. в интервале концентраций

10 ....10 моль.. л . !0

В устройстве используется стеклянная трубка с внутренним диаметром 3 мм, в которой электроды 5 и 6

У станавливаются коаксиально (это исключает влияние на результаты измерений местоположения датчика) и располагаются на расстоянии 1,5 Кбн (Rg< -внутренний радиус трубки) от нижнего края. Эллиптичное отверстие

12 имеет размеры, превышающие в 1,5- 20

2 раза внутреннее сечение трубки и конусообразный профиль 14, сопрягаемый с внешней и внутренней стенками трубки скруглениями (разрез А-А на фиг.1) . Причем ошибка минимальна, когда профиль отверстия конусообразный при расположении его большего основания со стороны внешней поверхности стенки трубки.

Наличие отверстия в трубке придает!0

:ей функции насоса импульсного (пуль сирующего) действия, обеспечивающего

927 4 реверсивное (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 электропроводности 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.

1!55927

9,пил f

gg t

Составитель Г. Владимирова

Техред И.Асталош Корректор N.Максимишинец, Редактор И. Касарда

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 3132/39 Тираж 897 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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