Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях

 

Изобретение обеспечивает расширение диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращение времени и повьшение точности . Газовую смесь, содержащую кислород , активируют, подвергая действию электромагнитного или ионизирующего излучения или электрического разряда. Затем производят измерение физико-химических характеристик газовой смеси спектрофотометрически или методом электронно-парамагнитного резонанса или по тепловому эффекту. Для этого активизированную газовую смесь направляют в детектор, где с помощью оптических или иных методов регистрируют содержание активной формы кислорода . Пересчет между величиной сигнала детектора и содержанием кислорода в смеси осуществляют путем предварительной калибровки показаний. Способ позволяет определить содержание кислорода в газовых Смесях в пределах 5-7 порядков величины концентрации. (Л оо 4 СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И! (Я) 4 G 01 N 22 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

t ф,ъ;., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, <3

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йд:„

Ж (21) 3524888/24-09 (22) 21.12.82 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (71) Ордена Ленина институт химической физики АН СССР (72) С;Д.Разумовский и Г.Е.Заиков (53) 621.317.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 528503, кл. G 01 N 27/72, 1975.

Агейкин Д.И. Магнитные газоанали- заторы. M. Госэнергоиздат, 1963, с. 18. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ГАЗОВЫХ

СМЕСЯХ (57) Изобретение обеспечивает расширение диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращение времени и повышение точности. Газовую смесь, содержащую кислород, активируют, подвергая действию электромагнитного или ионизирующего излучения или электрического разряда.

Затем производят измерение физико-химических характеристик газовой смеси спектрофотометрически или методом электронно-парамагнитного резонанса или по тепловому эффекту. Для этого активизированную газовую смесь направляют в детектор, где с помощью оптических или иных методов регистрируют содержание активной формы кислорода. Пересчет между величиной сигнала детектора и содержанием кислорода в смеси осуществляют путем предварительной калибровки показаний. Способ позволяет определить содержание кислорода в газовых смесях в пределах .5-7 порядков величины концентрации.

1234759

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в технологических процессах, в которых необходимо поддерживать постоянную концентрацию кислорода или контролировать его отстутствие.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращение времени и повьш|ение точности.

Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях реализуется следующим образом.

В способе определения количественного содержания кислорода в газовых смесях путем измерения физико-химических характеристик газовой смеси кислород, содержащийся в смеси, предварительно переводят в активную фор1 му: атом, синглетно возбужденную мо-. лекулу или озон, для чего газовую .смесь подвергают действию электромагнитного или ионизирующего излучения или электрического разряда, а затем активизированную газовую смесь анализируют спектрофотометрически, методом электронно-парамагнитного резонанса ! (ЭПР) или по тепловому эффекту (при помощи термопары).

Перевод кислорода в активное состояние достигается путем пропускания анализируемой смеси через зону микроволнового излучения, источник иониso зирующего излучения (например, Со ), электрический разряд или зону ультрафиолетового света. Затем активизированную газовую смесь направляют в детектор, где с помощью оптических или иных методов регистрируют содержание активной формы кислорода.

Пересчет между величиной сигнала детектора и содержанием кислорода в смеси осуществляют путем предварительной калибровки показаний.

Пример 1. Кислородно-гелиевую смесь, содержащую 90-0,1Х кислорода, пропускают со скоростью 5 мл/с через резонатор микроволнового генератора (частота 0,1-1,5 см) и далее через детектор, представляющий собой термопару, на один спай которой нанесен слой гопкалита. Разница температур фиксируется гальванометром.

Чувствительность измерения зависит от используемой электрической схемы. В простейшем исполнении прибор фиксирует изменения, охватывающие три Iro

I5

45 рядка величины от 90 до 0,1 об.7, кислорода в смеси.

Пример 2. Воздушную смесь, содержащую 20-47. кислорода, пропускают со скоростью 0,6 мл/с через зону облучения ультрафиолетовым светом от

ПРК-2 и далее направляют в детектор по примеру 1.

Пример 3. Кислородно-азотную смесь, содержащую 20-0,001 кислорода, пропускают со скоростью

1,6 мл/с через оптическую кювету спектрофотометра, которая помещена перед зоной электрического разряда (напряжение на электродах 8,3 Кв, используют стеклянный барьер толщиной 1,3 мм, толщина газового слоя 2 мм) и затем через вторую оптическую кювету. Регистрируют разницу в оптической плотности газовой смеси на входе и выходе из разрядника в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой областях.

Подбором длины оптического хода кюветы, в которой регистрируется поглощение света, можно контролировать содержание кислорода в пределах пяти порядков величины.

П.р и м е р 4. Кислородно-аргоновую смесь, содержащую 0,6-0,00001Х кислорода, пропускают со скоростью

0,1 мл/с при давлении 2-10 торр через рабочую зону источника ионизирующего излучения (Со ) мощностью 20 мкюри;

60 после облучения газовую смесь пропускают через резонатор спектрометра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР-20 ИХФ), который регистрирует содержание атомов кислорода в системе.

Предлагаемый способ позволяет определять содержание кислорода в газовых смесях в пределах пяти-семи порядков величины концентрации.

Формула

Способ определения количественного содержания кислорода в газовых смесях, включающий измерение физико-химических характеристик газовой смеси, по которым определяют количественное содержание в ней кислорода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций кислорода в газовой смеси, сокращения времени и повышения точности, газовую смесь предварительно

Составитель P.Кузнецова

Техред М.Ходанич Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Редактор Л.Авраменко

Заказ 2978/47 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 подвергают активации путем воздействия на нее электромагнитным или ионизирующим излучением или электри ческим разрядом; а измерение физико1234759 4 химических характеристик осуществляют соответственно спектрофотометрией или методом электронно-парамагнитного резонанса, или по тепловому эффекту.