Способ определения содержания компонентов в жидких и газообразных средах

 

Использование: в сигнализаторах взрывоопасных концентраций паров. Сущность изобретения: деформируют на 10% два эластичных элемента с удельной поверхностью 2-200 м /кг между дпумя датчиками напряжения. Последние включены в плечи мостовой схемы. Фиксируют длины элемен«ов и определяют наличие анализируемого вещества по разности напряжений в деформированных элементах . 2 ил., 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИС1ИчЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 Oi N 19/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779085/25 (22) 01.12.89 (46) 30.08.92, Бюл. М. 32 (72) Г.М.Зачиняев и А.П.Кондратов (56) Авторское свидетельство СССР

N 281885, кл, 6 01 N 7104, 1968.

Усольцев В.А, Измерение влажности воздуха, — Л.: Гидрометеоиздат, 1959, с. 24-30. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ

Изобре гение относится к способам анализа атмосферы (газов) с целью обнаружения паров органических жидкостей или предупреждения взрывов (пожаров) в шахтах, горных выработках, на химических и нефтеперерабатывающих заводах, а также анализа топлива на наличие примесей воды или других жидкостей. ИЬобретение может быть использовано в производстве простейших индикаторов, сигнализаторов и анализаторов, предназначенных для непрерывного или периодического контроля состава газовых смесей, атмосферы, воды, топлива и т.п.

Известен способ определения паров и газов, включающий пропускание газа вдоль теплоотводов нагревательного элемента, покрытых селективным сорбентом,и измерение температуры элемента. При сорбции паров поверхностью нагревательного элемента снижается теплоотдача, и по температуре теплоотводов определяют концентрацию паров.

Способ позволяет осуществить индикацию паров насыщенных углеводородов. бензина, керосина и других ГСМ, Однако является энергоемким и сложным.

5Ж. 1758526 А1 (57) Использование: в сигнализаторах взрывоопасных концентраций паров, Сущность изобретения: деформируют на 10;ь два эластичных элемента с удельной поверхностью 2 — 200 м /кг между двумя дат2 чиками напряжения. Последние включены в плечи мостовой схемы, Фиксируют длины элемен.ов и определяют наличие анализируемого вещества по разности напряжений в деформированных элементах. 2 ил., 1 табл, Наиболее близким к предлагаемому является способ определения паров воды, реализованный в пленочном или волосяном гигрометре, определение содержания паров воды в газовых средах,по которому осуществляется путем измерения деформации эластичного элемента (человеческого волоса или гидрофильной мембраны ) при одновременном воздействии паров воды и механического напряжения. Причем механическое напряжение мало, имеет второстепенное значение и необходимо лишь для более точного измерения длины гибких элементов, изменяющих свою форму (длину) под воздействием паров воды, растворяющихся в гидрофильном материале, Недостаток известного способа — ограниченный диапазон веществ (жидкостей), пары которых можно определить в атмосфере. Индикации известным способом подлежатлишь полярныежидкости, вызывающие набухание волоса или гидрофильной мембраны. Чувствительность и селективность способа малы. а определение или индикация паров ГСМ невозможна.

1758526

Цель изобретения — повышение чувствительности, скорости и селективности определения.

Поставленная цдль достигается тем, что согласно способу определения содержания

КоМпоН8НТоВ в жидких и газообразных средах, заключающемуся в том, что в анализируемую среду помещают чувствительный элемент, измеряют изменение его физикомеханического параметра, по величине которого судят о содержании анализируемого компонента, в качестве материала чувствительного элемента используют полимер, адсорбционно-активный к анализируемому компоненту, перед измерением чувствительный элементдеформируют и выдерживают в отсутствие анализируемого компонента до постоянной величины напряжения, а в качестве измеряемого параметра используют изменение напряжения во времени.

Предложенный способ основан на эффекте ускорения релаксации напряжений в эластичных телах под действием поверхностно-активных и пластифицирующих веществ в жидком или газообразном состоянии. В отличие от известного способа, где измеряется изменение длины эластичного элемента (волоса), находящемся под постоянным напряжением, измерению подлежит снижение напряжения в элементе с фиксированной длиной (деформацией), Напряжение в эластичном элементе снижается быстрее под действием поверхностноактивных веществ, чем изменяется длина волоса под действием воды. Этим обусловлено повышение скорости индикации. Поверхностнр-активное действие веществ на эластичный элемент более селективно, чем пластифицирующих, и этим достигается эффект увеличения селективности предложенного способа. Условием преобладания поверхностного механизма снижения напряжения в элементах является их высокая удельная поверхность.

На фиг. 1 изображена схема закрепления и деформирования чувствительного элемента между датчиками напряжения (тензодатчики типа ГДТ); на фиг. 2 показано включение датчиков механического напряжения в мостовую схему.

На фиг. 1 и 2 изображены датчики 1-4, источник 5 постоянного электрического тока (напряжения), усилитель 6 постоянного тока и исполнительное устройство 7.

Пример 1. Определяют пары бензина Б-70 в воздухе. В качестве материала чувствительного элемента выбирают пленку сополимера трифторхлорэтилена и винил иденфторида (фторлон Ф-ЗМ). Деформируют две полоски пленки фторлона Ф-3МС (5)

/ (10 . 100 0,1 мм) на 37, между тензодатчиками типа ГДТ, включенными в плечи мостовой схемы (фиг. 1), Выдерживают пленочные чувствительные элементы под

5 напряжением без контакта с парами бензина 15 мин, После установления постоянного уровня напряжения 18 МПа в обоих пленочных элементах (удельная поверхность 10 м /кг), один элемент приводят в контакт с

10 парами бензина Б-70. Снижение напряжения на 10 наблюдается через 100 с. Определение бензина известным способом невозможно.

Пример ы 2 — 5. Определяют пары

15 н-пентана в воздухе по примеру 1, но в качестве адсорбционно-активного полимера используют фторлон Ф-32Л пленки толщиной 5; 20; 100; 500 мкм или волокно фторлона Ф-2М, Время определения паров

20 приведено в таблице.

Пример ы 6 и 7. Определяют пары воды известным и предлагаемым способами по примеру 1, с использованием пленки полиамида 6 и целофана толщиной 20 мкм

25 (удельная поверхность 50 м /кг). Время on2 ределения паров воды известным способом

2 мин, время определения воды по изобретению на пленке ПА-6 — 40 с, на пленке целофана — 60 с.

30 Пример 8. Определяют примеси этанола в воде (3;ь-ный раствор) известным способом и предлагаемым по примеру 1 с использованием в качестве материала чувствительного элемента пленки иэ полиэти35 лентерефталата толщиной 100 мкм. Один элемент погружают в дистиллированную воду, второй — e раствор этанола. Время индикации этанола в воде — 50 с. Известным способом индикация спирта в воде не осу40 ществляется (вода не отличается от раствора этанола), Примеры подтверждают более высокую чувствительность и селективность предложенного способа, его быстродействие и уни45 версальность.

Формула изобретения

Способ определения содержания компонентов в жидких и газообразных средах, 50 заключающийся в том, что в анализируемую среду помещают чувствительный элемент, измеряют изменение его физико-механического параметра, по величине которого судят о содержании анализируемо о компонента.

55 отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, скорости и селективности определения, в качестве материала чувствительного элемента используют полимер, адсорбционно-активный к анализируемому компоненту, перед изме1758526 рением чувствительный элемент деформируют и выдерживают в отсутствие анализируемого компонента до постоянной величины напряжения. а в качестве измеряемого параметра используют изменение напряжения во времени.

1758526

Составитель Г.Зачиняев

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А. Козориз

Заказ 2995 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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