Пламенно-ионизационный детектор

 

СОюз Соаетскии

Социалистических

Республик (11> 587384 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (51) M. Кл. 01 И 27/62 (22) Заявлено 17.09.76 (21)2Ф01652/18-25 с присоединением заяаки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,01.78. Бюллетень № 1

Гааудвротвеиио и коиитет

6оватв Миииотров СССР ао делам ивооретеиий и открытий (53) УДК 543.544 (088.8) (45) Дата опубликования описании 10.01,78 (72),Авторы изобретения

А. М„Зеликман и А, В. Машбиц

Специальное конструкторское бюро по автоматике, нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) ПЛАМЕННО-ИОНИЗАЦИОННИЙ ДЕТЕКТОР

Из бретение относится к газовому анализу, а именно к конструкциям пламенноионизационных детекторов (ПИД), и может. применяться s нефтеперерабатываюшей, ) нефтехимической и химической промышлен. ности.

Известен ПИД, содержащий корпус, в котором расположено сопло водорщ1ного пламени и спираль зажигания в зоне расположения сопла (11. Принцип работы ПИД заклю-10 чается в обнаружении ионов анализируемогD вешества, образующихся и результате термической ионизация при сгорании в водород- ном пламени молекул органических веществ, вымываемых из хроматографической колонки. 15

Эти детекторы ненадежны из-за частичногD засорения сопла. Указанные недостатки приводят к потере работоспособности ПИД и утечке водорода что является источником взрывоопасности хроматографа. 20

Известен также ПИД, содержаший корпус, в котором выполнено отверстие для выхода газов в атмосферу, и входные штуцера, -связанные газовыми линиями с источником сщатого воздуха, водорода и выходом хрома 25

2 ! тографической колонки. B корпусе установле« на спираль зажигания, электроды, сопло горелки и индикатор контроля пламени, включенный в узел блокировки подачи водорода 21,.

Индикатор контроля пламени указанного

ПИД представляет собой термопару, выполненную заодно . со спиралью зажигания.

Инерционность показаний термопары при появлении и срыве пламени объясняется ма-, лой мощностью водородного пламени детектора, по сравнению с мощностью нагревательного кожуха, поддерживаюшего постоянную температуру внутри детектора. В резульrare появление или срыв пламени очень медленно изменяют температуру в зоне расположения термопары. Поэтому при работе известного

ПИД, несмотря на наличие в нем индикатора контроля пламени, срыв пламени (по указанЙым выше причинам) может пройти незамеченным и вызвать утечку водорода из детектораа.

11елью изобретения является повышение надежна=ти и стабильности работы детектора.

Эта цель достигается тем, что индикатор контроля пламени выполнен в виде влагоме587384 ра размещенного в патрубке против отверстия е для выхода газов, причем выход влагомера подключен к управляющему клапану, установленному в линии подачи водорода к соплу .

Конструкция ПИД изображена на черте- 5 же.

Корпус, состоящий из основания 1, крышки 2 и патрубка 3; заключен в нагревательный кожух 4. В основании 1 расположены входной штуцер 5, связанный с источником 10

6 сжатого воздуха, входной штуцер 7, связанный с источником 8 водорода, и входной штуцер 9, связанный с выходом хроматографической колонки (на чертеже не показана)

В основании 1 установлено сопло 10 и 15 алектрод 11. Над соплом 10 расположена спираль зажигания 12, в цепь которой вклю-. чен нормально разомкнутый контакт 13 пневмоалектропреобразователя 14. На крышке 2 смонтирован сетчатый электрод 15, ка2О торый вместе с алектродэм 11 включают в измерительную электрическую схему, ПИД снабжен индикатором контроля пламени, представляющим собой влагомер 16. В патрубке 3 размещен и укреплен одним концом в крышке 2 чувствительный элемент 17 (специально обработанный человеческий волос, животная пленка и т. д.) влагомера 16. Влагомер 16 также содержит: закрепленную в неподвижной опоре 18 пружину растяжения

19, связанную со свободным концом чувствительного элемента 17 и с заслонкой 20, пневматические сопла 21 и 22; связанные через дроссели 23 и 24 с источником 6 сжатого воздуха, с кэторым соединен также алемент сравнения 25, положительная и отрицательная камеры которого подключены соответственно к выходам дросселей 23 и

24, и пневматический индикатор 26, установленный на выходе элемента сравнения 25.

Выход алемента сравнения 26, являющийся выходом влагомера 16,, через нормально замкнутый пневмоконтакг 27 связан с управляющей камерой клапана 28, установленного в линии подачи водорода в сопло 10.

Управляющие камеры клапана 28 и пневмээлектропреобразователя 14 через нормально разомкнутые соответствующие пневмоконтакты 29 и 30 связаны с истэчником 6 сжатого воздуха, Управляющие входы пневмоконтактов 2Т

29, и 30 связаны с источником P командного сигнала.

Работа устройства происходит следующим образом.

При кратковременной подаче команды Р пнеЪмоконтакты 27,29 и. 30 переключаются, в резульrare чего клапан 28 открывает яэаачу водорода иа сэплэ 10„няевмээлектрэцреобЮ разователь 14 замыкает элекгрэконтакт 13, 4 включающий питание (6 вольт) на спираль зажигания 12.

Сгорание водорода, вытекающего из сопла

10, вызывает образование воды, которая увлажняет отходящие через патрубок 3 газы (газ-носитель,, анализируемый газ и воздух). При этом чувствительный элемент 17 под действием увлажнения удлиняется и ослабляет натяг пружины 19. В результате заслонка 20 перемешается, открывая сопло

22 и закрывая сопло 21, что приводит к повышению давления в положительной и уменьшению в отрицательной камерах алемента сравнения 25. В результате на выходе алемента сравнения 25 появляется единичный сигнал, фиксируемый пневматическим индикатором 26. При отключении команды Р, пневмэконтакты 27,29 и 30 возвращаются в исходное состояние, при котором единичный сигнал с выхода алемента сравнения

25 через пневмоконтакт 27 поступает в управляющие камеры клапана 28, а алектроконтакт 13 замыкается. В результате в соплэ 10 продолжает поступать водород, поддерживающий пламя, а питание спирали зажигания 12 выключается.

При изменении количества анализируемого вещества, поступающего через штуцер 9 к соплу 10, изменяется количество ионов, образующихся под действием пламени и на

1сетчатом электроде 15 изменяется алектрический потенциал, являющийся выходным сигналом ПИД.

При срыве ппамени в патрубок 3 начинает поступать сухой нагретый газ, осушаюший чувствительный алемент 17, который укораIHBae rc5I H c IIoM otIIbIo заслонки 2 0 закры-вает сопло 22 и открывает сопло 21. При этом на выходе элемента сравнения 25 появляется нулевой сигнал фиксируемый индикатором 26 и клапан 28 закрывает подачу водорода в сопло 10, предотврашая тем самым утечку водорода в атмосферу.

Размещение чувствительного алемента индикатора контроля пламени, выполненного в виде влагомера, в отверстии выхода газов и соединение выхода индикатора контроля пламени с клапаном подачи водорода позвоaser повысить надежность работы ПИД. 1

Этэ связано с тем, что в предлагаемом

ПИД для индикации наличия пламени исполь зован принцип измерения образующейся при сгорании водорода влажности отходящих газов. При этом индикация наличия пламени не

3aaIIcIIr or тепловой инерции, как это имеет местэ кввестном устройстве, поэтому инерционность индикатора наличия пламени предлагаемого ПИД невелика.

587384

4 надежности и стабильности работы детект ра, индикатор контроля пламени выполнен в виде влагомера, расположенного в патрубке против отверстия выхода газов, причем выход влагомера подключен к управляющему клапану, установленному в линии подачи водорода к соплу.

Источники информации, принятые во вни1 мание при акспертизе

1. Бражников В. В. Дифференциальные детекторы для газовой хроматографии. М., 1974, с. 88.

2. Патент США М 3943766, кл. 73-341 1976.

Составитель Л. Жаркова

Редактор О. Иванова Техред М. Левицкая Корректор М. Йемчик

Заказ 12573 3 Тйраж 1111 Подписное

ЗЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф ормула изобретения

Пламенно-ионизацнонный детектор для rsaoaoro хроматографа, содержащий корпус, и котором выполнено отверстие для выхода газов в атмосферу, и входные штуцера, связанные газовымн линиями с источниками сжатого воздуха, водорода и выходом хроматографической колонки, установленные внутри корпуса спираль поджига пламени алектроды, сопло горелки и индикатор контроля пламени в горелке, включенный в узел блокировки подачи водорода, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения

I

I !

I

t !