Способ селективного определения концентрации горючего компонента в смесях горючих газов

 

Изобретение относится к газовому анализу, основанному на измерении термоэффекта каталитического окисления горючих компонентов, и может быть использовано при селективном определении горючих компонентов в газовых смесях, содержащих два или три горючих компонента. Цель изобретения - повышение точности определения концентрации горючего компонента. Измеряют разность термоэффектов каталитического окисления неизмеряемого и определяемого горючих компонентов на двух нагретых до разных температур термокаталитических элементах при равенстве нулю разности термоэффектов каталитического окисления неизмеряемого компонента смеси. Измерение концентрации определяемого горючего компонента проводят при разности температур нагрева термокаталитических элементов не меньше разности температур начала каталитического окисления определяемого и не определяемого горючих компонентов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 И 25/32

Г4, L J l ф -, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (6 I ) 1022025 (21) 4386496/31-25 (22) 01 .03 .88 (46) 15.03.90." Бюл. № 10 (71) Институт технической теплофизики AH УССР

0 (72) В.Г. Семеновский, В.Н. Тарасевич, В.В. Баринов и В.Л. Смирнова (53) 543.274 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1022025, кд. G 01 N 25/32, 1982, (54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧЕГО КОМПОНЕНТА В

СМЕСЯХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к газовому анализу, основанному на измерении термозффекта каталитического окисления горючих компонентов, и может быть использовано при селективном

/ определении горючих компонентов в

Изобретение относится к газовому анализу, основанному на измерении термозффекта каталитического окисления горючих компонентов, и может быть использовано прн селективном определении горючего компонента в газовых смесях, содержащих два или три горючих компонента, отличающихся друг от друга TeMIIeDGTvpoH начала каталитического окисления на катализаторах.

Цель изобретения — повышение точности определения.

На фиг,l представлена схема включения термокаталитических элементов; на фиг,2 — зависимости кривь|х термоэффектов различных горючих компонен,SU„„1550393 A 2

2 газовых смесях, содержащих два или три горючих компонента. Цель изобретения — повышение точности определения концентрации горючего компонента. Измеряют разность термоэффектов каталитического окисления неизме.ряемого и определяемого горючих компонентов на двух нагретых до разных температур термокаталитических элементах при равенстве нулю разности термоэффектов каталитического окисления неизмеряемого компонента смеси. Измерение концентрации определяемого горючего компонента проводят при разности температур нагрева термокаталитических элементов не меньше разности температур начала каталитического окисления определяемого и не определяемого горючих компонентов. 2 ил. тов при изменении тока (температуры)., протекающего через термокаталитичес- © кие элементы.

4Р

Схема состоит из включенных дифференциально в мост активных термо- Ю каталитических 1 и 2 и компенса- (,Д ционных 3 и 4 элементов, питающей

5 — 6 и измерительной 7 - 8 диагоналей моста, К вершинам 5 и 6 под,ключен источник питания, к вершинам

7 и 8 — измерительный прибор 9. В нижнюю ветвь моста включены резисто- 1Д ры 10 — 12 а параллельно верхней ветви — резистор 13 для корректировки нуля схемы. Элементы 1 — 4 выполнены в виде нагреваемых электрическим током термосопр тивлений.

1550393

На поверхности измерительных элементов протекает реакция беспламенного окисления горючих компонентов смеси. Дополнительное тепло реак5 ции окисления вызывает изменение сопротивления спирали элемента, что ведет к разбалансу моста. Полезный сигнал схемы принимает вид Б-образных кривых 14 — 16 при окислении горючего компонента только на измерительном элементе 1. Кривые 14 — 16 соответствуют окислению водорода, оксида углерода и метана. Для этих кривых точками 17 — 19 соответственно указаны режимы, соответствующие температуре начала каталитического окисления их на элементе.

Расположение указанных точек обусловлено физико-химическими свойствами горючих компонентов. Все горючие компоненты по температуре каталитического окисления — между температурой начала окисления легкоокисляемого компонента (водорода) и трудноокисляемого (метана).

При окислении горючих компонентов только на измерительном элементе

2 термоэффект реакции окисления принимает S-образный вид, равный по величине аналогичной зависимости я элемента 1 . Этому термоэффекту соответствуют кривые 20-22 для во цорода, положение на оси нагрева для которого характеризуется режимом начала каталитического окисления 23 (кривая. 20), 18 (кривая 21) и 19 (кривая 22). Разницу в нагреве между режимами 17 и 23, 17 и 18, 17 и 19 для водорода (он неизмеряемый) дости- 40 гают путем изменения сопротивления резисторов 10 — 12. В соответствии с этим между элементами 1 и 2 устанавливается начальная разница в нагреве равная разнице температур меж 45 ду точками 17 и 23, 17 и 18 17 и 19.

Порядок установлейия разницы в нагреве элементов 1 и 2 следующий, Cтупенями изменяют напряжение . питания до появления выходного сигнала датчика от газовоздушной смеси

50 определяемого горючего компонента, а затем при этом режиме питания увеличивают сопротивление шунты нижней ветки моста, образованного резисторами 10 — 12, до значения, при котором выходной сигнал датчика от неизмеряемого компонента при его окислении на элементе 2 будет уменьшен до нуля. Таким образом можно точку 23, соответствующую началу окисления на элементе 2 водорода, смещать на любую величину вдоль оси нагрева и тем самым устанавливать разницу в нагреве элементов 1 и 2 не менее разницы между температурами начала окисления неизмеряемого водорода и определяемых (оксида углерода или метана ) горючих компонентов.

Выходной сигнал датчика для неизмеряемого компонента (кривые 24-26.) принимает дугообразный вид, начало которого соответствует температуре окисления этого компонента на элементе 1 (точка 17), а конец — соответственно режимам (27-29), при которых неизмеряемый компонент исключается из процесса измерения, т.е. его влияние компенсируется. Указан" ные режимы 27-.29 являются рабочими режимами датчика, при которых производят селективное измерение концентрации оксида углерода или метана.

Из расположения точки 27 кривой

24 следует, что измерение может происходить в адсорбционной области термоэлемента 15 (точка 30, когда разница в нагреве установлена произвольно), или в диффузионной области (точка 31, когца конец кривой 25 соответствует точке 28) при разнице в нагреве элементов, равной разнице между точками 17 и 18.

Несмотря на большое удаление начала каталитического окисления метана от начала окисления водорода производятся селективное определение концентрации метана в точке 32, соответствующей диффузионной области на кривой 16, осуществляемое благодаря смещению термоэффекта от элемента 2.

В этом случае раэностный термоэффект от водорода принимает форму кривой

26 конец которой определяет ра ) бочий режим нагрева элементов схемы, соответствующий измерению концентрации метана в точке 32 °

Формула изобретения

Способ селективного определения концентрации горючего компонента в смесях горючих газов по авт. св, ¹ 1022025, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности определения, разность температ р нагрева термокаталитических элементов

1550393 5 устанавливают не менее разности между меряемого и определяемого горючих температурами начала окисления неиз- компонентов.

@uz1

Составитель А. Беловодченко

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

Заказ 267 Тираж 495 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.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101