Анализатор парамагнитных газов

 

Изобретение относится к аналитике, более конкретно к анализаторам парамагнитных газов. Целью изобретения является повышение правильности определения суммы оксидов азота в присутствии кислорода. Анализатор включает схему возбуждения, питающую источник возбуждения, термокаталитический преобразователь высших оксидов азота в монооксид, эталонную герметичную, дополнительную и измерительную проточные кюветы с люминесцентными чувствительными элементами, светофильтр с максимумом пропускания на длине волны люминесцентного излучения, установленный между фотоприемником и эталонной и измерительной кюветами, светофильтр с максимумом пропускания на длине волны 1250 или 620 нм излучения синглетного кислорода, установленный между дополнительной кюветой и фотоприемником. Термокаталитический преобразователь, дополнительная и герметичная кюветы соединены последовательно. К фотоприемнику подсоединены блок обработки его выходных сигналов, пропорциональных интенсивностям люминесцентного излучения дополнительной и измерительной кювет, и селектор выходного сигнала, пропорционального излучению синглетного кислорода. Инвертирующий и неинвертирующий входы блока вычитания сигналов подсоединены соответственно к выходу селектора выходных сигналов фотоприемника и выходу блока обработки сигналов. К выходу блока вычитания подсоединено измерительное устройство. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G Ol N 21/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4379745/25-25

I (22) 18.02.88 (46) 15.03.90.„Бюл. ¹ 10 (71) Всесоюзный научнс -исследовательский институт аналитического приборостроения (72) Н.Т. Герасименко, Л.М. Мосенкис

Ю.М, Остапишин и 10.Л. Пилипчук (53) 543 ° 42 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2823318, кл, G Ol N 21/52, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1065746, кл. G 01 N 21/64, 1984. (54) АНАЛИЗАТОР ПАРАМАГНИТНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к аналитике, более конкретно к анализаторам парамагнитных газов. Целью изобретения является повышение правильности определения суммы оксидов азота в присутствии кислорода, Анализатор включает схему возбуждения, питающую источник возбуждения, термокаталитический преобразователь высших окси-. дов азота в монооксид, эталонную герметичную, дополнительную и измерительную проточные кюветы с люминесИзобретение относится к анапитике, а именно к анализаторам парамагнитных газов, использующих взаимодействие молекул парамагнитного газа с люминофором, Цель изобретения — обеспечение возможности определения суммы оксидов азотов в присутствии кислорода.

На чертеже изображен анализатор.

ÄÄSUÄÄ 1550381 А1 центными чувствительными элементами, светофильтр с максимумом пропугкания на длине волны люминесцентного излучения, ус тановленный между фотоприемником и эталонной и измерительной кюветами, светофильтр с максимумом пропускания на длине волны 1250 или

620 нм излучения синглетного кислорода, установленный между дополнительной кюветой и фотоприемником.

Термокаталитический преобразователь, дополнительная и герметичная кюветы соединены последовательно. К фотоприемнику попсоединены блок обраб отки

его выходных сигналов, пропорциональных интенсивностям люминесцентного излучения дополнительной и измерительной кювет, и селектор выходного сигнала, пропорционального излучению синглетного кислорода. Инв ертирующий и неинвертирующий входы блока вычитания сигналов подсоединеньг соо TB етственно к выходу селектора выходных сигналов фотоприемника и выходу блока обработки сигналов. К выходу блока вычитания подсоединено измерительное е ус тройс тв о. 1 ил.

Введение термокаталитического пре. образователя высших оксидов азота обеспечивает поступление в проточные кюветы анализатора только Монооксида азота. Количество молекул монооксида азота равно количеству молекул оксидов азота анализируемого газа. Так как интенсивность излучения люминофора тушится пропорцио-с

1550381 нально количеству монооксида азота, сигнал о его концентрации в преобразованном газе однозначно связан с содержанием суммы оксидов азота в ана5 лизируемом газе. Введение дополнительных кюветы и светофильтра позволяет получить сигнал о содержании кислорода, так как рекомбинационное излучение синглетного кислорода пропорционально его содержанию. Введение блока вычитания обеспечивает вычитание из общего сигнала, зависяще-, го от суммы оксидов азота, сигнала о содержании кислорода в анализируемом газе.

Анализатор содержит источник 1 переменного напряжения, установленные с внешней стороны кювет коронноразрядные излучатели 2-4, термоката" литический преобразователь 5 высших оксидов азота в монооксид, дополнительную проточную кювету 6, рабочую проточную кювету 7, эталонную герметич ную кювету 8 с люминесцентными чувстви- 25 тельными элементами 9-11, светофильтр 12 с максимумом полосы пропускания на длине волны 1250 или 620 нм излучения синглетного кислорода, светофильтр 13 с максимумом полосы пропускания на длине волны люминесцентного излучения, фотоприемник 14, блок 1 5,обработки сигналов, селектор 16 выходных сигналов, пропорциональных излучению синглетного кисло.рода из дополнительной кюветы б, блок 17 вычитания сигналов, измерительный прибор 18.

Эталонная кювета 8 заполнена газом с известным составом, например 40 азотом, или другим газом, не вызывающим тушение люминесценции, или газом с известным содержанием парамаг нитных газов.Управляющийвыход источии-1, ка 1 напряжения подключен к управляю;4 щнм в ходам блока 1 5 обраб отк и сигналов и селектора 16. Выходы блока 15 обработки сигналов 15 и селектора- 16 подключены соответственно к неинвер —; тирующему и инвертирующему входам блока 17 вычитания. Выход блока 17 вычитания попключен к измерительному прибору, отградуированному в единицах содержания суммы оксидов азота.

Анализатор работает следующим образом.

Анализируемый газ поступает в термокаталитический преобразователь 5, в котором высшие оксиды азота пре — К "о,+ КРар где Х интенсивность люминесценции в эталонной кювете при отсутствии парамягнитных газов; — интенсивность люминесценции в рабочей и дополнительной кювете при наличии парамагнитных газов;константа тушения люминесценции кислородом; константа тушения люминесценции монооксидом азота; парциальное давление кислорода в анализируемой смеси; парциальное давление монооксида азота в анализируемой смеси.

К

02

PÈî

Интенсивность рекомбинационного излучения синглетного кислорода описывается формулой р — О, К где I — интенсивность рекомбинаци

P онного излучения синглетного кислорода;

К вЂ” константа.

Максимум спектрл рекомбинационного излучения синглетного кислорода, расположен в области 1250 и 620 нм.

Узкополосный светофильтр 13 пропускает на фотоприемник 14,пюминесцентное излучение чувствительных элементов рабочей и эталонной кювет. Возбуждение и рекомбинационное излучение поглощается этим светофильтром. Узкополосный светофильтр 12 пропускает образуются в монооксид, Преобразованный газ, содержащий монооксид . азота и Кислород, протекает через дополнительную 6 и измерительную 7 кюветы, Переменное напряжение от источника напряжения последовательно подается на коронно-разрядные излучатели

2-4. Возбуждающее излучение попере" менно вызывает люминесценцию чувствительных элементов 9-11. Молекулы кислорода и монооксида азота участву-. ют в актах тушения центров люминесценции чувствительных элементов и переходят в возбужденное состояние с последующей дезактивацией путем рекомбинационного излучения, Из формулы Штерна-Фольмера следует

5 1550381 6 на фотоприемник рекомбинационное излу- Ф о р м у л а и э о б,р е т е н и я чение синглетного кислорода (длина волны. 1 250 HJIH 620 нм . Возбу а ее Анализатор паРамвгнитных газов ° оз уждающее и люминесцентное излучение поглощает- включающий эталонную герметичную и ся этим светофильтром

5 рабочую проточную кюветы с источникаиль тром. выходами блока возбуждения, и люмибатываются в блоке 15 обработки сиг- несцирующими элементами, светофильтР налов в соответствии.с формулой с максимумом пропускания на длине

10 терна ольмера. волны излучения люминесцирующего элемента, расположенный - на выходе кю вет фотоприемник, соединенный с блоХ-) K (K P K р ) ом обработки сигналов, вход которо1 4 4 (О и МО р. о подключен к выходу блока возбуж-.

15 ения, о тличающийся тем, где К4 — константа, что,- с целью обеспечения воэможноснесет информацию о содержанни кислоти определения суммы оксидов азотов рода и монооксида азота в преобра-, р присутствии кислорода, перед фото зоваином газе 1кислорода и суммы приемником установлена дополнительоксидов азота в анализируемой газо- 20 ная проточная кювета с источником, вой смеси). В блоке 17 вычитания коронного раз да, соединенным, с высигналов из этого сигнала вычитает-..

Модом блока возбуждения, и элеменся сигнал о содержании кислорода в том-, .люмийесцирующим на длине волпреобвазованном газе. ны возбуждения молекУляРного кислороНапряжение на выходе блока 1 да, и дополнительный светофильтр с вычитания пр пооционально содержанию максимумом пропускания на длине волоксида азота в анализируемом газе ны 1250 или 620 нм излучения синг летного кислорода и установленньЖ на выходе дополнительной кюветы, к вхо2.

30 ду дополнительной кюветы подключен, При соответствующем выборе коэффи- термокаталитический прЕобразовациента по инвертирующему входу сумма- тель высших оксидов азота в его мотора можно обеспечить равенство ко-,ноокснд, а ее выход подключен к вхоэффициентов К К4 К, тогда U ду рабочей кюветы, к выходам фотоприК4 и МО 35 емника и блока возбуждения подключен

Выходной сигнал блока вычитания, селектор, выход которого соединен с пропорциональный содержанию оксидов инвертирующим входом блока вычитания азота в преобразованном газе, измеря- неинвертирующий вход которого попется прибором 18,отградуированном в ключен к выходу блока обработки единицах содержания суммыоксидов азота.40 сигналов, 1550381

Составитель В. Беляев

Редактор И, Касарда Техред А. Кравчук Корректор О. Ципле

Заказ 267 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101