Пламенно-ионизационный газоанализатор

 

Использование аналитическое приборостроение , в частности газоанализаторы для определения микроконцентраций органических примесей в воздухе и других газо вых средах. Сущность изобретения: в газоанализаторе устройство регулирования давления, установленное на линии подачи очищенного воздуха, выполнено в виде регулятора сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход - со входом насоса подачи воздуха 1 ил.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 N 27/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4840358/25 (22) 18.06.90 (46) 15,08.92, Бюл, ¹ 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) Ю,Н; Медяновский, В.Ф. Рыж.ков и А.И, Фиргер (56) Патент США № 3366456, кл. G 01 И 27/62, 1968.

Газоанализатор АРНА-ЗООЕ, Horiba Air.

Pollution Monitoring System. НоИЬа, Ltd.

Bulletin HRE 2349В.

Изобретение относлтся к аналитическому приборостроению и применяется в газоанализаторах, предназначенных для определения микроконцентраций органических примесей в воздухе и других газовых средах.

Известно устройство для измерения суммарного содержания органических веществ в различных газах, содержащее плаз.менно-ионизационный детектор, линии анализируемого газа, горючего газа (например, водорода) и воздуха для горения, а также источник поляризующего напряжения, электрометрический усилитель и регистрирующий прибор. Проба анализируемого газа сгорает в пламени водорода, образуется ток ионизации, который соответствует концентрации органических веществ в газе.

Существенным недостатком известного устройства является тот факт, что в его состав обязательно должен входить баллон с воздухом или кислородом для поддержайия устойчивого горения пламени в детекторЕ.

При этом кислородсодержащий гаэ в балло„„SU „„1755167А1 (54) ПЛАMEННО-ИОНИЗАЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР (57) Использование; аналитическое приборостроение, в частности газоанализаторы для определения микроконцентраций органических примесей в воздухе и других газовых средах. Сущность изобретения: в гаэоанализаторе устройство регулирования давления, установленное на линии подачи очищенного воздуха, выйолнено в виде регулятора сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход — со входом насоса подачи воздуха. 1 ил. ( не должен быть очищен от органических примесей, чтобы не вносить дополнительную погрешность в показания газоаналиэатора.

От этого недостатка свободен газогнализатор углеводородов в атмосферном воздухе, модели АРНА-300 Е фирмы H0RIBA, выбранный в качестве прототипа.

Гаэоанализатор АРНА-300 Е содержит пламенно-ионизационный детектор, линию подачи горючего газа (водорода), линию подачи анализируембго газа вкл бча ощую электромагнитный клапан для коммутации газовых потоков, насос, регулятор давления газа, капилляры, линию подачи очищенногь воздуха для поддержания горения, включающую насос, узел каталитической очистки воздуха, устройство регулирования давления после себя, капилляр.

Недостатком известного -гаэоанализатора является ограниченный ресурс работы насоса в линии очищенного воздуха., обусловленный следующими обстоятельствами, Гаэоаналиэатор большую часть. времени ра3 1 j ботает в режиме анализа атмосферного воздуха, меньшу(о — в режиме самопроверки нулевых показаний. При этом расход очищенного воздуха существенно Возрзстэет и избыточное давление нэ выходе насоса понижено. Все же Остэльн08 .ВРемЯ BI18KTPOМЗГНИТНЫЙ КЛЗПЗН ЗЭКРЬ(Т, ЧЕРВЗ ОЧИСТИТЕЛЬ иДет только Воздух, необхОДимый Для пОД" держания горения пламени, и нэ выходе насоса избыточное давление значительно повышается, что приводит к уменьшению . нэд(.жнасти и ресурс= работы насоса.

Кроме того, в момент переключения электромзгнитного клапана в режим самопроверки нулевых показаний гэзознзлиззтора значительно увеличивается расход

Воздухэ через KBTBIlvT!A -18ский Очиститель и из-зз 8(0 инерционности нул".Вые показаНИЯ yÑTB((BBËÈÁBÞTCß Н8 СРЗЗУ, По этой причине необходимо увеличивать время самопроверки нулевых покззз. телей, тем самым уменьшая время получения достоверных показан:,é и, сле.,овзтельно, снижать точность измерительного у,.: ройства.

Цель изобретения — увеличение срока службы и повышение надежности и точности гззознэлизэторз, ПостзВленнЗЯ цель достиГзетсЯ тем, что устройство регулирования давления, устаНОВЛЕННОЕ НЭ ЛИНИЛ ПОДаЧИ ОЧИШЕННОГО воздуха, выголнено в виде регулятора давления сбросового типа до себя, вход которого соединен с выходом узла кзталитической

ОЧИСТКИ ВОЗДУХЗ, 3 ВЫХОД С BXOPOM IBCOCB подачи воздуха.

Регулятор сбросового типэ до себя обеспечивает постоянство избыточного давления НЭ выходе насоса в линии очищенного воздуха, отсутствие перегрузок нэ HBM В режиме знэлизэ этмосфернОГО Воздухэ.

Тем самым повышается надежность и долговечность прибора, Соединение выхода регулятора давления сбросового типа со входом насоса обеспечивает постоянство расхода воздуха, проходящего через каталитический очиститель в любом режиме.

Вследствие этого улучшается кинетикэ катализа в очистителе воздухэ в моменты изменения режима работы гззоэнапизэторэ, и повышается точность газоэнэлиззторэ. Повышение точности также достигается зэ счет многократной очистки части воздухз из-зэ его постоянного возврата нэ вход нэсоса и каталитического Очистителя, Существенность отличий заявляемого

УСТРОЙСТВЭ COGTONT В СЛЕДУЮЩВМ, В прототипе в линии очишенного воздуха применен регулятор дзвления после себя. При этом 8 режиме энализз насос проКЗЧИВЭЕТ УМЕНЬШЕНН08 КОЛИЧЕСТВО ЧИ(:ТО го Воздухэ и испытывает энз (итель(1у(о пеоегрузку, В Оежиме сBMOll00380ê)ë нуля, когда злектромзгнитный клэпзн открыт, НЭгрузкэ насоса уменьшается, но резко во=;03стает расход воздуха через катализатор

Вследствие этОГО 8ГО динами(3 "худшэется и время установления надежных нулевых покззз н ий увеличи вэ ется, э следовэт!елька, ухудшается точность гэзознзг(изэтора.

Со laTB((ue в npepI13r38MOM изобретении тзких признаков кэк использование регул»Ä To pB сб росо во го типа до себя, соединение входа регулятора с выходом кэтзлитической очистки воздуха и соединенис выхода регулятора с входом насоса подачи воздухз позволяет устр-нить вышеукэзэнные недостатки и в режиме анализа, и в режиме провео ки н г(18 вых по(Зззтел ей, ликвидировэть перегрузки нэсосэ и кэтзлизэторз., и зз счет постоянствэ избыточного

ДЗВПЕНИЯ НЭ ВЫХОДЕ НЗСОСЭ И РаСХОДа Гааа через узел кэтзлитической очистки придзть

ПРВДЛЭГЗЕМОМУ ГЗЗОЭНЗЛИЗЭТОРУ НОВЫ8 свойстза — повышенную надежность и долговечность, 3 также повышение точности зз счет улучшения кинетики работы кзтзлитического очистителя и многокозтной Очистки воздуха. используемого для калибровки нуля гззознзлизэторэ, Нз чертеже представлена принципиЗЛЬНЗЯ ГЗЗОВЗЯ СХЕМа ПЛЗМЕННО-ИОНИЗЭЦИонного гэзознзпизэтора

Гэзоэнзлизэтор сОДержит плэменноиониззционный детектор 1, к которому подкгночены три газовых линии; линия подачи горючего гэзэ, например водорода 2, линия подачи анализируемого газа 3, линия под зчи очищенно(о возду. э 4 Я(1ыия подэчи анализируемого газа вкл(очэет электромагнитный клэпэн 5 для коммутзции Гэзовых потоков, насос 6 для принудительного просэсыВзниЯ пробы, реГулЯтОр Дэвления сбрОсовоГО типэ дО себЯ .7 и кэпилляр 8, ЛиниЯ подачи очищенного воздуха 4 снабжена нзсосом 9, узлом кэталитической очистки воздуха 10, кзпилгяром 11, ли((ией 12 (включающей капилляр 13), соединяющей линии подачи анализируемого газа 3 и очищенного воздуха 4 через клапан 5, осуществляющий коммутацию газовых потоков в режимах "Анализ" и "Проверка нуля", а также регулятором сбросового типа до себя 14, Вход которого соединен с выходом узла катзлитической Очистки возДуxB 10, 3 ВыхОД с Входом насоса подачи Воздуха 9, Гэзоэнэлизэтор работает следующим образом, Анализируемый Газ Г г10мощью насОса

6 прокачивается по л{инии 3 и через капилляр 8 попадает в пламснно-ионизациой{{{ {{" { детектор 1. Постоянство расхода через капилляр 8 обеспечивается регулятором 5 сбросового типа 7. ПО линии 2 в Горелку пламенно-иОнизационнОГО детектора попада8т BopQpop, Молекулы op/ BHN «8ñêèõ веществ содержащ{«{8i" q 8 пробе анализиру8мОГО Газа, иониэируютсЯ в водородном 10 пламени детектора 1. Полученный ток ионизации усил{лвается и регистрируется.

Воздух для Г{оддер>каиия Гop8HHA пламени в детекторе 1 отбирается из атмосферы насосом 9, очищается каталитическим 15 очиo-{.ителем 1 0 и {{епез капилляр 1 { постуН88Т в пламенно-иониэационный детектор

1. Постоянство избыто.ного давления на выходе каталитического Очистителя 10; а значит„и расход воздуха для горения через 20 капилляр 11, обеспечивает регулятор давлен{ия сбросового типа до себя 14.

Газоанализатор работает в двух режимах. Б режиме "Проверка нуля" часть Оч{ищенного воздуха поступает по линии 12 25 через элекгромагнитный клапан 5 в линию подачи анализируемого газ" 3. Остальная часть очишенного воздуха идет через капилляр 11 в пламенно-ионизационный детектор 1 для поддержания горения, 30

В режиме "Анализ" клапан 5 перекрывает поступление очищенного воздуха в лини)о анализируемого газа 3, Часть очишенного воздуха по прежнему идет на поддержание горения в детекторе 1, а ос- 35 тавшийся чисть{{й воздух через регулятор давления сбросового типа до себя 14 поступает на вход насоса 9.

Таким образом, регулятор давления до себя 14, вход которого подключен к выходу 40 каталитического очистителя 10, а выход — к входу насоса 9, обеспечивает постоянство избыточного давления на выходе насоса 9 и предохранявт его от перегрузок, повышая тем самым долговечность и надежность работы анализатора, а также сохраняет неизменным расход воздуха через узел каталитической очистки 10 в Обоих режимах работы газоанализатора, вследствие чего переходные процессы при смене режимов минимальны, а значит, уменьшено время режима "Проверка нуля" и повышена представ{ительность пробы и, следовательно, точность измерения.

Применение предлагаемого газоанализатора позволйт улучшить контр Ол ь са н итарно-техническОГО состояния агмосферного воздуха и обеспечит получение социального эффекта от снижения содержания токсичных газов в атмосфере, Изобретение использовано в газоанализаторе углеводорода 623 Г,ПИ 03.

Формула {лзобретения

Пламенно-ионизационный Газоанализатор для измерения органических веществ в атмосферном воздухе, содержащий пламенно-ионизационный детектор, линию подачи горючего газа, ЛИНИЮ подачи аналиЗиру8моГО Газа, включающую злектрОмаГнитный клапан для коммутации газовых потоков, насос, регулятор давления газа, пневмосопротивление, линию подачи очищенного воздуха, включающую насос, узел каталитической очистки воздуха. устройство регулирования давления и пневмосопротивление, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы, повышения надежности и точности газоанализатора, устройство регулирования давления, установленное на линии подачи очищенного воздуха; выполнено в виде регулятора давления сбросового типа "до себя", вход которого соединен с выходом узла каталитической очистки воздуха, а выход — с входом насоса подачи воздуха.

1755167

Составитель А.Фиргер

Техред M.Moðãåíòàë . Корректор Л,Лукач

Редактор M.Ïoâõàí

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

Заказ 2888 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаскал наб., 4/5