RU80956U1 - GAS ANALYZER - Google Patents

Abstract

Газовый анализатор относится к области физико-химических измерений, а также к устройствам для автоматического анализа газов. Задачей полезной модели является расширение диапазона определения вредных веществ, находящихся во внешней среде. Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в уменьшении времени качественного анализа различных вредных веществ, находящихся во внешней среде. Поставленная задача достигается тем, что импульсный газоанализатор содержит две соединительные трубки, два газовых детектора: измерительного и нейтрального, побудитель расхода газа и измерительное устройство. При этом измерительное устройство выполнено в виде поглотительной колонки и ряда цепей, состоящих из последовательно размещенных разделительной колонки и анализируемого газового детектора, соединенных между собой параллельно, при этом анализируемые газовые детекторы через переключатель выходной информации и усилительно- преобразующее устройство соединены с блоком обработки информации, включающим дисплей, а между выходами измерительного и нейтрального газовых детекторов установлен переключатель режима работы. Выходную информацию можно наблюдать на экране дисплея. Она является мерой микроконцентрации определяемых вредных веществ, находящихся в воздушной среде. В последующих циклах работы газового анализатора все операции повторяются. В случае превышения предельного содержания вредных веществ в воздушной среде, срабатывает световая и звуковая и сигнализация. Предлагаемый газовый анализатор может быть реализован с использованием стандартного побудителя расхода газа, измерительных устройств и газовых детекторов, которые содержат проточную камеру с чувствительным элементом и два штуцера, например, термокондуктометрические, термохимические, сорбционно-кондуктометрические и др. Газовый анализатор может найти применение в системах контроля взрывоопасных, вредных и отравляющих примесей, находящихся в воздухе. 1 илл.The gas analyzer belongs to the field of physical and chemical measurements, as well as to devices for automatic gas analysis. The objective of the utility model is to expand the range of determination of harmful substances in the external environment. The technical result that can be obtained using the utility model is to reduce the time for a qualitative analysis of various harmful substances in the external environment. The problem is achieved in that the pulse gas analyzer contains two connecting tubes, two gas detectors: measuring and neutral, a gas flow inducer and a measuring device. In this case, the measuring device is made in the form of an absorption column and a series of circuits consisting of a sequentially placed separation column and an analyzed gas detector connected in parallel, while the analyzed gas detectors are connected through an output information switch and an amplifier-conversion device to an information processing unit, including display, and between the outputs of the measuring and neutral gas detectors installed mode switch. The output can be seen on the display screen. It is a measure of the microconcentration of determined harmful substances in the air. In subsequent cycles of the gas analyzer, all operations are repeated. If the maximum content of harmful substances in the air is exceeded, the light and sound and alarm systems are triggered. The proposed gas analyzer can be implemented using a standard gas flow inducer, measuring devices and gas detectors, which contain a flow chamber with a sensitive element and two fittings, for example, thermoconductometric, thermochemical, sorption-conductometric, etc. Gas analyzer can find application in control systems explosive, harmful and poisonous impurities in the air. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области физико-химических измерений, а также к устройствам для автоматического анализа газов.The utility model relates to the field of physical and chemical measurements, as well as to devices for automatic gas analysis.

Известен импульсный газоанализатор (Фарзане Н. Г., Илясов Л. В. Автоматические детекторы газов. - М,: Энергия, 1972. С.115-123), содержащий'дифференциальный газовый детектор, трубку, автоматический дозатор, систему измерения сигнала детектора и командный прибор. Измерение концентрации определяемого компонента с помощью такого газоанализатора основывается на периодическом вводе в трубку с помощью дозатора постоянной по объему пробы анализируемой газовой среды, транспортировки этой пробы по трубке потоком газа-носителя в газовый детектор и измерении сигнала детектора, имеющего форму импульса, по амплитуде или площади которого судят о концентрации определяемого компонента.Known pulsed gas analyzer (Farzane N. G., Ilyasov L. V. Automatic gas detectors. - M ,: Energy, 1972. S.115-123), containing a differential gas detector, a tube, an automatic dispenser, a detector signal measurement system and command device. The measurement of the concentration of the component to be determined using such a gas analyzer is based on the periodic introduction into the tube with the batcher of a sample of the analyzed gas medium that is constant in volume, transportation of this sample through the tube by the carrier gas flow to the gas detector and measuring the detector signal in the form of a pulse in amplitude or area which is judged on the concentration of the determined component.

Недостатком такого импульсного газоанализатора является сложность конструкции и необходимость дополнительного использования чистого газа в качестве газа-носителя.The disadvantage of such a pulsed gas analyzer is the design complexity and the need for additional use of pure gas as a carrier gas.

Известен импульсный газоанализатор для измерения микроконцентраций газов и паров в воздух (Исаев Ю.В. Сорбционно-потенциометрические измерительные преобразователи концентрации жидкостей и паров. Автореферат диссертации. Баку. АзИНефтехим, 1989. С.17-18), содержащий две трубки для подключения газоанализатора к объекту контроля, измерительный газовый детектор с двумя штуцерами, фильтр, соединенный с одной из трубок, реверсивный побудитель расхода газа, включенный между второй трубкой и одним из штуцеров измерительного газового детектора, измерительное и управляющее устройства. Измерение концентрации определяемого компонента с помощью такого газоанализатора осуществляется путем периодической подачи потока анализируемой газовой среды, содержащей определяемый компонент, и потока этой же среды, очищенной от названного компонента, в измерительный газовый детектор. Причем подача каждого из потоков осуществляется с помощью реверсивного побудителя расхода в течение фиксированных Known pulsed gas analyzer for measuring the microconcentrations of gases and vapors in the air (Isaev Yu.V. Sorption-potentiometric measuring converters of the concentration of liquids and vapors. Abstract of the dissertation. Baku. AzINEftekhim, 1989. P.17-18), containing two tubes for connecting the gas analyzer to the object of control, a measuring gas detector with two fittings, a filter connected to one of the tubes, a reversing inducer of gas flow, connected between the second tube and one of the fittings of the measuring gas detector, from eritelnoe and a control device. The concentration of the component to be determined using such a gas analyzer is carried out by periodically supplying a stream of the analyzed gas medium containing the component to be determined and a stream of the same medium purified from the said component into the measuring gas detector. Moreover, the supply of each of the flows is carried out using a reverse flow inducer for fixed

отрезков времени, а по амплитуде сигнала судят о концентрации определяемого компонента.periods of time, and the signal amplitude is used to judge the concentration of the determined component.

Недостатком такого импульсного газоанализатора является нестабильность функции преобразования, связанная с существенным дрейфом начального уровня сигнала и наличием шума, что вызвано действием на анализатор влияющих физических величин.The disadvantage of such a pulsed gas analyzer is the instability of the conversion function associated with a significant drift of the initial signal level and the presence of noise, which is caused by the action of influencing physical quantities on the analyzer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Импульсный газоанализатор» (Патент РФ на изобретение №2176787, опубл. 10.12.2001) г.The closest in technical essence and the achieved technical effect to the proposed technical solution is "Pulse gas analyzer" (RF Patent for the invention No. 2176787, publ. 10.12.2001),

Для него характерны увеличение точности определения микроконцентраций газов и паров в воздухе и повышение надежности работы. Данный результат достигается тем, что импульсный газоанализатор содержит две трубки для подключения газоанализатора к объекту контроля, измерительный газовый детектор с двумя штуцерами, фильтр, соединенный с одной из трубок, реверсивный побудитель расхода газа, включенный между второй трубкой и одним из штуцеров измерительного газового детектора, измерительное и управляющее устройства. Газоанализатор дополнительно содержит сравнительный газовый детектор и дополнительный фильтр, причем сравнительный газовый детектор включен между фильтром и дополнительным фильтром, а второй штуцер измерительного газового детектора соединен с дополнительным фильтром, кроме того, измерительный и сравнительный газовые детекторы подключены к измерительному устройству дифференциально.It is characterized by an increase in the accuracy of determining the microconcentrations of gases and vapors in the air and an increase in the reliability of operation. This result is achieved in that the pulse gas analyzer contains two tubes for connecting the gas analyzer to the control object, a measuring gas detector with two fittings, a filter connected to one of the tubes, a reversible gas flow inducer connected between the second tube and one of the fittings of the measuring gas detector, measuring and control devices. The gas analyzer further comprises a comparative gas detector and an additional filter, wherein the comparative gas detector is connected between the filter and the additional filter, and the second nozzle of the measuring gas detector is connected to the additional filter, in addition, the measuring and comparative gas detectors are connected to the measuring device differentially.

Преимуществом данного газоанализатора является: простота конструкции; малые габариты; стабильность функции преобразования.The advantage of this gas analyzer is: simplicity of design; small dimensions; stability conversion function.

Существенным недостатком данного газоанализатора является то, что он может определить только один определяемый компонент, на который настроен сравнивающий газовый детектор. Однако часто возникает задача проверки атмосферы на наличие в ней сразу нескольких вредных веществ.A significant drawback of this gas analyzer is that it can determine only one detectable component, on which the comparing gas detector is configured. However, the task often arises of checking the atmosphere for the presence of several harmful substances in it.

Задачей полезной модели является расширение диапазона определения вредных веществ, находящихся во внешней среде.The objective of the utility model is to expand the range of determination of harmful substances in the external environment.

Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в уменьшении времени качественного анализа различных вредных веществ, находящихся во внешней среде и введении сигнализации The technical result that can be obtained using the utility model is to reduce the time for a qualitative analysis of various harmful substances in the environment and the introduction of an alarm

при достижении их предельных значений.upon reaching their limit values.

Поставленная задача достигается тем, что газовый газоанализатор содержит две соединительные трубки, два газовых детектора: измерительного и нейтрального, побудитель расхода воздуха и измерительное устройство. При этом измерительное устройство выполнено в виде поглотительной колонки и ряда цепей, состоящих из последовательно размещенных разделительной колонки и анализируемого газового детекторов, соединенных между собой параллельно, при этом анализируемые газовые детекторы через переключатель выходной информации и усилительно-преобразующее устройство соединены с блоком обработки информации, включающим дисплей, световую и звуковую сигнализации предельных содержаний вредных веществ, а между выходами измерительного и нейтрального газовых детекторов установлен переключатель режима работы.The task is achieved in that the gas analyzer contains two connecting tubes, two gas detectors: measuring and neutral, an air flow inducer and a measuring device. In this case, the measuring device is made in the form of an absorption column and a series of circuits consisting of a sequentially placed separation column and an analyzed gas detectors connected to each other in parallel, while the analyzed gas detectors are connected through an output information switch and an amplifier-conversion device to an information processing unit, including display, light and sound signaling of the maximum content of harmful substances, and between the outputs of the measuring and neutral gas x detectors installed mode switch.

Схема импульсного газоанализатора изображена на чертеже,A diagram of a pulsed gas analyzer is shown in the drawing,

где: 1 - переключатель режима работы;where: 1 - mode switch;

2 - соединительные трубки;2 - connecting tubes;

3 - побудитель расхода воздуха;3 - stimulator of air consumption;

4 - измерительный газовый детектор;4 - measuring gas detector;

5 - измерительное устройство;5 - measuring device;

6 - нейтральный газовый детектор;6 - neutral gas detector;

7 - усилительно-преобразующее устройство;7 - amplifier-converting device;

8 - блок обработки информации;8 - information processing unit;

9 - поглотительная колонка;9 - absorption column;

10 - разделительная колонка;10 - dividing column;

11 - анализируемый газовый детектор;11 - analyzed gas detector;

12 - переключатель выходной информации;12 - output information switch;

13 - дисплей;13 - display;

14 - световая сигнализация содержания предельных содержаний вредных веществ;14 - light signaling of the content of maximum contents of harmful substances;

15 - звуковая сигнализация содержания предельных содержаний вредных веществ.15 - sound alarm content of the limit content of harmful substances.

Газовый анализатор является измерительным устройством циклического действия и имеет два режима работы "Измерение" и "Анализ".The gas analyzer is a measuring device of cyclic action and has two operating modes "Measurement" and "Analysis".

Включение анализатора в названные режимы работы осуществляется переключателем режима работы 1 (положения 1-2 или 1-3).The analyzer is switched on in the mentioned operating modes by the operating mode switch 1 (positions 1-2 or 1-3).

Работа газового анализатора осуществляется следующим образом.The work of the gas analyzer is as follows.

Предварительно соединительные трубки 2 газового анализатора подключают как к объекту контроля, так и к источнику нейтрального газа. Затем включают побудитель расхода воздуха 3.Preliminary connecting tubes 2 of the gas analyzer are connected both to the control object and to the source of neutral gas. Then include an inducer of air flow 3.

В режиме "Измерение" анализируемый воздух из атмосферы через соединительную трубку 2 направляется последовательно в измерительный газовый детектор 4, переключатель газовых потоков 1 (положение 1-2), измерительное устройство 5.In the "Measurement" mode, the analyzed air from the atmosphere through the connecting tube 2 is sent sequentially to the measuring gas detector 4, the switch of gas flows 1 (position 1-2), measuring device 5.

В режиме "Анализ" по сигналу системы управления побудитель расхода 2 отключается. Нейтральный газ через соединительную трубку 2 последовательно направляется в нейтральный газовый детектор 6, переключатель газовых потоков 1 (положение режима работы 1-3), измерительное устройство 5. Таким образом, в режиме "Анализ" через нейтральный газовый детектор 6 протекает нейтральный газ.In the "Analysis" mode, the signal from the control system disables the flow rate 2. The neutral gas through the connecting tube 2 is sequentially directed to the neutral gas detector 6, the gas flow switch 1 (position of the operating mode 1-3), the measuring device 5. Thus, in the "Analysis" mode, the neutral gas flows through the neutral gas detector 6.

В свою очередь, измерительное устройство 5 включает в себя поглотительную колонку 9, разделительные колонки 10 и анализируемые газовые детекторы 11. Причем разделительные колонки 10 и анализируемые газовые детекторы 11 соединены между собой последовательно, а между образовавшимися цепочками параллельно. Таким образом, все цепочки включаются в работу одновременно.In turn, the measuring device 5 includes an absorption column 9, separation columns 10 and analyzed gas detectors 11. Moreover, the separation columns 10 and analyzed gas detectors 11 are connected together in series, and between the formed chains in parallel. Thus, all chains are included in the work at the same time.

Таким образом, в режиме "Измерение" через измерительный газовый детектор 4 протекает анализируемый воздух, содержащий определяемый компонент, а в режиме "Анализ" через газовый детектор 6 протекает нейтральный газ. Разность сигналов детекторов 4 и 6 анализируется и запоминается в измерительном устройстве 5.Thus, in the "Measurement" mode, the analyzed air containing the detected component flows through the measuring gas detector 4, and in the "Analysis" mode, neutral gas flows through the gas detector 6. The difference between the signals of the detectors 4 and 6 is analyzed and stored in the measuring device 5.

В положении, соответствующем режиму "Анализ", оставшиеся в поглотительной колонке компоненты выдуваются из нее газом-носителем для дальнейшего разделения в разделительные колонки 10 и далее через анализируемые газовые детекторы 11 в атмосферу.In the position corresponding to the "Analysis" mode, the remaining components in the absorption column are blown out of it by carrier gas for further separation into separation columns 10 and then through the analyzed gas detectors 11 into the atmosphere.

Разделенные в разделительных колонках 10 компоненты воздушной смеси, попадая в анализируемые газовые детекторы 11 и проходя через полости чувствительных The components of the air mixture separated in the separation columns 10 enter the analyzed gas detectors 11 and pass through the cavities of the sensitive

элементов этих детекторов, взаимодействуют с их нагретой поверхностью, изменяя электрические свойства чувствительных элементов тем больше, чем больше концентрация компонентов. Электрические сигналы чувствительных элементов в виде пиков, площадь которых пропорциональна содержанию компонентов (хроматограмма) через переключатель выходной информации 12 и усилительно-преобразующее устройство 7 подаются на блок обработки информации 8. В свою очередь блок обработки информации 8 включает дисплей 13, а также световую 14 и звуковую 15 сигнализации содержания предельных содержаний вредных веществ.elements of these detectors interact with their heated surface, changing the electrical properties of sensitive elements the more, the greater the concentration of components. The electrical signals of the sensitive elements in the form of peaks, the area of which is proportional to the content of the components (chromatogram), through the output information switch 12 and the amplification-converting device 7 are supplied to the information processing unit 8. In turn, the information processing unit 8 includes a display 13, as well as a light 14 sound 15 alarm content of the limit content of harmful substances.

Выходной сигнал измерительного устройства 5 через усилительно-преобразующее устройство 7 преобразуется в цифровые значения, которые записываются в память, обрабатываются и выводятся в ПЭВМ в виде цифрового кода. Выходную информацию можно наблюдать на экране дисплея 13.The output signal of the measuring device 5 through the amplifier-converting device 7 is converted into digital values that are recorded in memory, processed and output to the PC as a digital code. The output can be observed on the display screen 13.

Полученная информация является мерой микроконцентрации определяемых вредных веществ, находящихся в воздушной среде. В последующих циклах работы газового анализатора все операции повторяются.The information received is a measure of the microconcentration of the identified harmful substances in the air. In subsequent cycles of the gas analyzer, all operations are repeated.

В случае превышения предельного содержания вредных веществ в воздушной среде, срабатывает световая 14 и звуковая 15 сигнализация.If the limit of harmful substances in the air is exceeded, the light 14 and sound 15 alarms are triggered.

Наличие канала, содержащего нейтральный газовый детектор 6, выполнение измерительного устройства 5 в виде поглотительной колонки и ряда цепей, состоящих из последовательно размещенных разделительных колонок 10 и анализируемых газовых детекторов 11, соединенных между собой параллельно, а также наличие переключателя выходной информации, позволяет определить наличие сразу нескольких вредных веществ, находящихся в воздушной среде.The presence of a channel containing a neutral gas detector 6, the implementation of the measuring device 5 in the form of an absorption column and a series of circuits consisting of sequentially placed dividing columns 10 and analyzed gas detectors 11 connected in parallel, as well as the presence of an output information switch, allows you to determine the presence immediately several harmful substances in the air.

Предлагаемый газовый анализатор может быть реализован с использованием стандартного побудителя расхода газа, измерительных устройств и газовых детекторов, которые содержат проточную камеру с чувствительным элементом и два штуцера, например, термокондуктометрические, термохимические, сорбционно-кондуктометрические и др.The proposed gas analyzer can be implemented using a standard gas flow inducer, measuring devices and gas detectors, which contain a flow chamber with a sensitive element and two fittings, for example, thermoconductometric, thermochemical, sorption-conductometric, etc.

Газовый анализатор может найти применение в системах контроля взрывоопасных, вредных и отравляющих примесей, находящихся в воздухе.The gas analyzer can find application in control systems of explosive, harmful and poisonous impurities in the air.

Claims (1)

Газовый анализатор, содержащий две соединительные трубки, два газовых детектора: измерительного и нейтрального, побудитель расхода воздуха и измерительное устройство, отличающийся тем, что измерительное устройство выполнено в виде поглотительной колонки и ряда цепей, состоящих из последовательно размещенных разделительной колонки и анализируемого газового детектора, соединенных между собой параллельно, при этом анализируемые газовые детекторы через переключатель выходной информации и усилительно-преобразующее устройство соединены с блоком обработки информации, включающим дисплей, а между выходами измерительного и нейтрального газовых детекторов установлен переключатель режима работы.

A gas analyzer containing two connecting tubes, two gas detectors: measuring and neutral, an air flow inducer and a measuring device, characterized in that the measuring device is made in the form of an absorption column and a series of circuits consisting of a dividing column and an analyzed gas detector connected in series with each other in parallel, while the analyzed gas detectors through the output information switch and the amplifying-converting device s with an information processing unit including a display, and between the outputs of the measuring and neutral gas detectors mounted switch the operation mode.