Способ определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом

Авторы патента:

G01N27/12 - твердого тела в зависимости от абсорбции текучей среды, твердого тела; в зависимости от реакции с текучей средой

Владельцы патента RU 2328727:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)

Способ определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом характеризуется тем, что сначала определяют нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом, для чего электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с частотой колебаний 9 МГц модифицируют нанесением на них методом статического испарения капли раствора фуллерена С₆₀, компрессором продувают анализируемый воздух через ячейку детектирования, предварительно пропустив через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды, отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки детектирования двумя заглушками, в детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора, аналитический сигнал регистрируют в виде частоты колебания кварцевой пластины резонатора при установлении в сорбционной системе термодинамического равновесия, о чем свидетельствует постоянство частоты колебаний резонатора во времени, по градуировочному графику находят нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом. Для определения верхнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом применяют сенсор, модифицированный апиезоном-N. Методика определения такая же, как при определении нижнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом. Предложенный способ отличается простотой выполнения анализа, не требует предварительной пробоподготовки, позволяет определять концентрационные пределы воспламенения паров бензола с воздухом в реальном масштабе времени и своевременно фиксировать взрывоопасную ситуацию.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом. В соответствии с требованиями безопасности (ГОСТ 9572-93) бензол относится к числу пожаро- и взрывоопасных соединений, концентрационные пределы воспламенения паров бензола в смеси с воздухом (по объему) составляют: нижний - 1,4%, верхний - 7,1%.

Технической задачей изобретения является разработка экспрессного способа определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом.

Поставленная техническая задача достигается тем, что способ определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом, характеризующийся тем, что сначала определяют нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом, для чего электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с частотой колебаний 9 МГц модифицируют нанесением на них методом статического испарения капли раствора фуллерена С₆₀, компрессором продувают анализируемый воздух через ячейку детектирования, предварительно пропустив через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды, отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки детектирования двумя заглушками, в детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора, аналитический сигнал регистрируют в виде частоты колебания кварцевой пластины резонатора при установлении в сорбционной системе термодинамического равновесия, о чем свидетельствует постоянство частоты колебаний резонатора во времени, по градуировочному графику находят нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом; затем определяют верхний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом, для чего электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с частотой колебаний 9 Мгц модифицируют нанесением на них методом статического испарения капли раствора апиезона-N, анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования, предварительно пропустив через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды, отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки двумя заглушками, в детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора, аналитический сигнал регистрируют в виде частоты колебаний кварцевой пластины при установления в сорбционной системе термодинамического равновесия, о чем свидетельствует постоянство частоты колебаний резонатора во времени, по градуировочному графику находят верхний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом.

Технический результат по предлагаемому способу заключается в разработке экспрессного способа определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом.

Способ осуществляется следующим примером.

Пример 1

Выполнение способа определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом состоит из двух этапов:

1) определения нижнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом с применением пьезоэлектрического кварцевого резонатора, модифицированного фуллереном С₆₀;

2) определения верхнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом с применением пьезоэлектрического кварцевого резонатора, модифицированного апиезоном-N.

Для определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования, регистрируют аналитический сигнал в виде частоты колебания кварцевой пластины резонатора при установлении в сорбционной системе термодинамического равновесия и строят градуировочный график, по которому находят взрывоопасную концентрацию паров бензола с воздухом.

Методика определения. Анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования, предварительно воздух пропускают через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды. Затем компрессор отключают и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки двумя заглушками. В детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора.

Для определения нижнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом на электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с заранее измеренной частотой колебаний (f₀) методом статического испарения капли наносят раствор фуллерена С₆₀. После экспонирования в сушильном шкафу при 60°C измеряют частоту модифицированного резонатора (f_пл). Массу пленки рассчитывают по уравнению Зауэрбрея [Sauerbrey G.G.Messung von plattenschwingungen sehr kleiner amplitude durch Hchtstrom-modulation // Z.Phys. - 1964, - Bd. 178. - S.457-471]:

Δf=-2.3·10^-6·f₀ ²·m/A,

где m - масса модификатора, г; f₀ - резонансная частота пьезосенсора, МГц; Δf=f_пл-f₀ - изменение частоты резонатора, Гц; Δ - площадь поверхности модификатора, см².

Анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования в течение 2 мин, предварительно воздух пропускают через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды. Затем отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки заглушками. В детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора. Для проведения следующего измерения патрубки ячейки открывают и пропускают осушенный лабораторный воздух до выхода сигнала сенсора на начальный уровень (до ввода пробы). Способ осуществим.

Для определения верхнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом применяют сенсор, модифицированный апиезоном-N. Методика определения такая же, как при определении нижнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом.

Продолжительность анализа с пробоотбором по полной схеме, включающей модификацию электродов пьезоэлектрического кварцевого резонатора и подготовку сенсора к следующему измерению, составляет 40 мин.

Как видно из примера, заявляемый способ отличается простотой выполнения, не требует предварительной пробоподготовки, позволяет определять концентрационные пределы воспламенения паров бензола с воздухом в реальном масштабе времени и своевременно фиксировать взрывоопасную ситуацию.

Аналоги не обнаружены.

Способ определения концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом, характеризующийся тем, что сначала определяют нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом, для чего электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с частотой колебаний 9 МГц модифицируют нанесением на них методом статического испарения капли раствора фуллерена С₆₀, компрессором продувают анализируемый воздух через ячейку детектирования, предварительно пропустив через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды, отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки детектирования двумя заглушками, в детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора, аналитический сигнал регистрируют в виде частоты колебания кварцевой пластины резонатора при установлении в сорбционной системе термодинамического равновесия, о чем свидетельствует постоянство частоты колебаний резонатора во времени, по градуировочному графику находят нижний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом; затем определяют верхний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом, для чего электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора АТ-среза с частотой колебаний 9 МГц модифицируют нанесением на них методом статического испарения капли раствора апиезона-N, анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования, предварительно пропустив через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды, отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки двумя заглушками, в детектор помещают сенсор и включают в схему высокочастотного генератора, аналитический сигнал регистрируют в виде частоты колебаний кварцевой пластины при установлении в сорбционной системе термодинамического равновесия, о чем свидетельствует постоянство частоты колебаний резонатора во времени, по градуировочному графику зависимости аналитического сигнала от концентрации бензола в воздухе находят верхний концентрационный предел воспламенения паров бензола с воздухом.

Похожие патенты:

Датчик угарного газа // 2326371

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания монооксида углерода.

Портативное устройство для определения газов-маркеров в выдыхаемом воздухе // 2324168

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа выдыхаемого пациентами воздуха для определения в нем микроконцентраций газов, являющихся маркерами нарушений гомеостатического состояния организма, с целью их диагностики extempore, в том числе во внелабораторных условиях.

Способ изготовления чувствительного элемента полупроводникого газового сенсора // 2319953

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и микроэлектронике и может быть использовано при производстве полупроводниковых преобразователей и сенсоров, изготовленных по полупроводниковой микроэлектронной технологии и предназначенных для детектирования и измерения концентрации окислительных и восстановительных газов в воздухе.

Способ количественного определения аммиака в воздухе производственных помещений // 2315986

Изобретение относится к аналитической химии газовых сред и может быть использовано для определения аммиака в воздухе производственных помещений. .

Способ определения паров ацетальдегида в аромате творожной сыворотки // 2315985

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для определения паров ацетальдегида в аромате творожной сыворотки. .

Способ получения газочувствительного материала для сенсора аммиака // 2310833

Датчик концентрации аммиака и способ формирования его чувствительного слоя // 2308713

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в системах экологического мониторинга. .

Датчик концентрации оксида азота и способ формирования его чувствительного слоя // 2308712

Способ изготовления чувствительного элемента датчиков газа // 2307346

Изобретение относится к газовому анализу, в частности к полупроводниковым газовым датчикам для контроля токсичных и взрывоопасных газов, и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходим анализ газовых сред.

Полупроводниковый чувствительный элемент для селективного детектора оксидов азота и способ его получения // 2305830

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, а именно к созданию устройств детектирования газов на основе полупроводниковых чувствительных элементов, и может быть использовано для разработки высокоизбирательных газоанализаторов и сигнализаторов содержания оксидов азота в отходящих газах энергетических котлов, металлургических агрегатов, различных топливосжигающих устройств, в воздухе населенных пунктов и промзон, для других задач экологического контроля.

Тест-способ определения летучей кислотности вина // 2329495

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть применено для определения летучей кислотности вина

Способ и устройство мультисенсорного детектирования основных приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха // 2341789

Способ градуировки сенсора газа // 2341790

Изобретение относится к измерительной технике, метрологии, аналитической химии и аналитическому приборостроению

Чувствительный элемент газового датчика // 2343470

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах для контроля окружающей среды, измерения концентраций и нахождения течей вредных газов, контроля герметичности изделий, содержащих вредные химические вещества, и в других устройствах, применяемых в метрологии, различных отраслях промышленности, в научных исследованиях

Полупроводниковый газоанализатор // 2350936

Изобретение относится к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей аммиака и других газов

Датчик оксида углерода // 2350937

Изобретение относится к области газового анализа и предназначено для регистрации и измерения содержания оксида углерода

Способ определения паров формальдегида в аромате истинного раствора молока // 2351923

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может использоваться для определения паров формальдегида в аромате истинного раствора молока

Применение полимеров или композиционных материалов на основе силоксанов в химических датчиках для обнаружения нитросоединений // 2352926

Устройство для интегрального кулонометрического контроля толщины металлических гальванопокрытий с последующим электрохимическим восстановлением // 2357237

Изобретение относится к области интегрального анализа металлических гальванопокрытий путем растворения микроучастка поверхности образца с целью определения толщины с последующим восстановлением разрушенного участка посредством электросаждения металла, аналогичного металлу покрытия

Способ улучшения параметров датчиков газа // 2359259

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и газовой сенсорики и может быть использовано для улучшения важнейших метрологических характеристик - снижения температуры максимальной газовой чувствительности и потребляемой мощности полупроводниковых датчиков газов на основе оксидов металлов, таких как SnO 2, ZnO, In2O3, TiO2, Ga 2О3 и т.п