SU890225A1 - Gas analyzer - Google Patents

Description

(5) ГАЗОАНАЛИЗАТОР(5) GAS ANALYZER

II

Изобретение относитс  к высокочувствительным измерительным устройствам дл  определени  состава газа и может быть использовано в газоанализаторах типа пламенно-ионизационных , пламенно-фотометрических и других, в которых примен ют вспомогательный газ, например водород.The invention relates to highly sensitive measuring devices for determining the composition of a gas and can be used in gas analyzers such as flame ionization, flame photometric, and others, which use an auxiliary gas, such as hydrogen.

Известен пламенно-ионизационный газоанализатор, содержащий линии подачи анализируемогогаза и вспомогательного газа, регул торы давлени ,.установленные на этих лини х , и регистраторы 1.A flame ionization gas analyzer is known, which contains the supply lines of the gas to be analyzed and the auxiliary gas, pressure regulators installed on these lines, and recorders 1.

Недостатком этого газоанализатора  вл етс  существенна  зависимость показаний от изменени  различных вли ющих факторов: расхода вспомогательного газа, например расхода водорода , атмосферного давлени , температуры , изменени  упругих свойств пружин и мембраны регул тора давлени  вспомогательного газа и износ дросселирующих элементов регул тора.The disadvantage of this gas analyzer is the substantial dependence of the readings on changes in various influencing factors: auxiliary gas consumption, such as hydrogen consumption, atmospheric pressure, temperature, changes in the elastic properties of the springs and membrane of the auxiliary gas pressure regulator, and wear of the throttling elements of the regulator.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  газоанализатор , содержащий детектор, например пламенно-ионизационного типа, линию подачи анализируемого газа, включающую установленные последовательно устройство дл  просасывани  пробы, регул тор давлени  и пневматические сопротивлени , линию подачи вспомогательного газа, например водорода с установленными последовательно регул тором давлени  и пневматическим сопротивлением, измерительный усилитель на выходе детектора и регистрирующий прибор 2.The closest to the technical essence of the invention is a gas analyzer containing a detector, for example of a flame ionization type, a supply line for the analyzed gas, including a sample suction unit, a pressure regulator and pneumatic resistances, a supply line for auxiliary gas, for example hydrogen, installed in series pressure regulator and pneumatic resistance; measuring amplifier at the output of the detector; and a recording device 2.

Недостатком известного газоанализатора  вл етс  существенна  погрешность измерени , возникающа  при изменении расхода водорода, атмосфер- ного давлени  и окружающей температуры .. The disadvantage of the known gas analyzer is the substantial measurement error occurring when the flow rate of hydrogen, atmospheric pressure and ambient temperature changes.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности анализа за счет учета вли ни  изменени  расхода вспомо5 гательного газа, атмосферного давлени  и температуры окружающей среды Указанна  цель достигаетс  тем, что газоанализатор дополнительно содержит корректирующий усилитель, вход которого подключен к выходу измерительного усилител , а выход св зан с регистрирующим прибором, и компенсирующее устройство, выполненное в виде датчика перепада давлени , первый пневматический выход которого через один штуцер подсоединен к детектору через пневматическое сопротивление в линии вспомогательного газа, второй пневматический выход через другой штуцер св зан с атмосферой при этом электрический выход датчика пер пада давлени  включен в цепь обратно св зи корректирующего усилител ; кро ме того, пневматическое сопротивление в линии вспомогательного газа, снабжено термостатом. На чертеже представлена блок-схема газоанализатора. Газоанализатор состоит из пламенно-ионизационного детектора 1 с источником пол ризующего напр жени  2, линии подачи 3 анализируемого газа и воздуха дл  горени , линии подачи k вспомогательного газа, например водорода . На линии подами 3 аналйзируе . мого газа установлено устройство дл  просасывани  пробы, включающее фильтр 5, насос 6, регул тор давлени  7 анализируемой пробы и пневма- . тические сопротивлени  8, 9. На линии подачи k вспомогательного газа установлен регул тор давлени  10 и термостатируемое пневматическое сопротивление 1 1. К выходу пламенно-ионизационного детектора 1 подключены измерительный усилитель 12, корректирующий усилитель 13 с резисторами 14 и 15 в цепи обратной св зи и компенсирующее устройство , выполненное в виде датчика 1б перепада давлени  с сильфоном 17 и штуцерами 18 и 19- На выходе газоанализатора включен регистрирующий прибор 20. Газоанализатор работает следующим образом. Вспомогательный газ (водород) пос тупает по линии t на вход регул тора давлени  10, который стабилизирует расход водорода через пневматическое сопротивление 11. Затем водород поступает в пламенно-ионизационный детектор 1. В детектор 1 по линии 3 5 подае.тс  анализируемый газ и воздух дл  горени . Попада  в водородное плам , молекулы углеводородов в пробе ионизируютс . Пол ризующее напр жение от источника 2, приложенное к электродам детектора 1, обеспечивает протекание тока ионизации, величина которого пропорциональна концентрации углеводорода в анализируемой пробе газа. Ток ионизации усиливаетс  электрометрическим измерительным усилителем. 12, выходной сигнал которого поступает на неинвертирующий вход корректирующего усилител  13, где его значение перемножаетс  на коэффициент преобразовани  К, определ емый отношением сопротивлений резисторов и 15. При достаточно большом коэффициенте усилени  усилител  13 К g ( сопротивлени  резисторов 1 и 15. Величина сопротивлени  Ру дрпредел етс  разницей . давлений между точкой пневматической депи после регул тора давлени  водорода и атмосферой. При увеличении расхода водорода происходит увеличение электрического сигнала на выходе измерительного усилител  12. Одно8ременн9 происходит повышение давлени  навыходе регул тора давлени  10.водорода, которое воспринимаетс  датчиком 16 перепада давлени  через штуцер 19. Повышение давлени  со стороны штуцера 19 приводит к деформации сильфона 17 таким образом, что выходное сопротивление датчика 16 перепада давлени  уменьшаетс , что приводит к изменению коэффициента преобразовател  корректирующего усилител  13 и, в конечном итоге, к коррекции показаний регистрирующего прибора 20. Аналогично работает газоанализатор при уменьшении расхода во.г орода. В процессе измерени  также происходит изменение расхода водорода и ионизационной эффективности детектора , вызванное изменением атмосферного давлени  и температуры окружающей среды. В этом случае корректировка показаний газоанализатора происходит аналогичным образом. Дополнительна  стабилизаци  расхода водорода достигаетс  термостатированием пневматического сопротивлени  11 в линии 4 вспомогательного газа.The aim of the invention is to improve the accuracy of the analysis by taking into account the effect of changes in the flow rate of the auxiliary gas, atmospheric pressure and ambient temperature. This goal is achieved by the fact that the gas analyzer further comprises a correction amplifier whose input is connected to the output of the measuring amplifier and the output is connected to the recording amplifier. device, and a compensating device, made in the form of a differential pressure sensor, the first pneumatic output of which is connected to the detector through one connection pneumatic resistance in the auxiliary gas line; a second pneumatic output through another connection is connected to the atmosphere; the electrical output of the pressure differential pressure sensor is connected to the feedback circuit of the corrective amplifier; In addition, the pneumatic resistance in the auxiliary gas line is equipped with a thermostat. The drawing shows the block diagram of the detector. The gas analyzer consists of a flame ionization detector 1 with a source of polarizing voltage 2, supply line 3 of the analyzed gas and combustion air, supply line k of an auxiliary gas, for example hydrogen. There are 3 analisirues on the line. A sample suction device is installed in the wash gas, including a filter 5, a pump 6, a pressure regulator 7 of the sample being analyzed, and a pneumatic one. The electrical resistances 8, 9. On the supply line k of the auxiliary gas, a pressure regulator 10 and a thermostatically controlled pneumatic resistance 1 1 are installed. To the output of the flame ionization detector 1, a measuring amplifier 12, a correction amplifier 13 with resistors 14 and 15 are connected to the feedback circuit and A compensating device made in the form of a differential pressure sensor 1b with a bellows 17 and fittings 18 and 19. A recording device 20 is turned on at the output of the gas analyzer. The gas analyzer operates as follows. Auxiliary gas (hydrogen) enters through line t to the input of pressure regulator 10, which stabilizes the flow of hydrogen through pneumatic resistance 11. Hydrogen then enters the flame ionization detector 1. Detector 1 is fed through line 3 5. for burning. When it enters the hydrogen flame, the hydrocarbon molecules in the sample are ionized. A polarizing voltage from source 2, applied to the electrodes of detector 1, ensures the flow of an ionization current, the value of which is proportional to the concentration of hydrocarbon in the sample of gas being analyzed. The ionization current is amplified by an electrometric measuring amplifier. 12, the output of which is fed to the non-inverting input of the correction amplifier 13, where its value is multiplied by the conversion factor K, determined by the ratio of the resistances of the resistors and 15. For a sufficiently large gain factor of the amplifier 13 K g the difference in pressure between the point of the pneumatic depy after the hydrogen pressure regulator and the atmosphere. As the flow rate of hydrogen increases, the electrical signal increases at the output measuring amplifier 12. Simultaneously, pressure increases at the output of the hydrogen pressure regulator 10. This pressure sensor 16 senses through pressure fitting 19. Pressure increase from fitting 19 causes the bellows 17 to deform in such a way that the output resistance of pressure difference sensor 16 decreases, leads to a change in the coefficient of the converter of the correction amplifier 13 and, ultimately, to the correction of the readings of the recording device 20. Similarly, the gas analyzer works with decreasing enii flow vo.g Orodes. The measurement also changes the flow rate of hydrogen and the ionization efficiency of the detector, caused by a change in atmospheric pressure and ambient temperature. In this case, the readings of the gas analyzer are adjusted in the same way. Additional stabilization of the hydrogen flow rate is achieved by temperature control of the pneumatic resistance 11 in line 4 of the auxiliary gas.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  составит 3,3, тыс.руб в год.The economic effect from the implementation of the invention will be 3.3, thousand rubles per year.

Claims (2)

1. Газоанализатор, содержащий детектор , например, пламенно-ионизационного типа, линию подачи анализируемого газа, включающую установленные последовательно устройство дл  просасывани  пробы, регул тор давлени  и пневматические сопротивлени , линию подачи вспомогательного газа, например водорода, с установленными последовательно регул тором давлени  и пневматическим сопротивлением, измерительный усилитель на выходе детектора и регистрирующий прибор, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности анализа за счет учета вли ни  изменени  расхода вспомогательного газа и атмосферного давлени , газоанализатор дополнительно содержит корректирующий усилитель , вход которого подключен к выходу измерительного усилител , а1. A gas analyzer containing a detector, for example, of a flame ionization type, a test gas supply line, including a sample suction unit, a pressure regulator and pneumatic resistances, an auxiliary gas supply line, for example hydrogen, with a pressure regulator and a pneumatic regulator installed in series resistance, a measuring amplifier at the detector output and a recording device, distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy of the analysis by taking into account the influence and Menenius auxiliary gas flow and the atmospheric pressure, the gas analyzer further comprises correcting amplifier having an input connected to the output of the measuring amplifier, and ВЫХОД св зан с регистрирующим прибором , и компенсирующее устройство,выполненное в виде датчика перепада давлени , первый пневматический вы ход которого через один штуцер подсоединен к детектору через пневмосопротивление в линии вспомогательного газа, второй пневматический выход через другой штуцер св зан с атмосферой , при этом электрический выход датчика перепада давлени  включе в цепь обратной св зи корректирующего усилител .The OUTPUT is connected with a recording device, and a compensating device made in the form of a differential pressure sensor, the first pneumatic output of which is connected to the detector through a pneumatic resistance through the auxiliary gas line through one nozzle, the second pneumatic output through the other nozzle the output of the differential pressure sensor is connected to the feedback circuit of the correction amplifier. 2. Газоанализатор по п. 1, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  точности анализа при изменении температуры окружающей рреды, пневматическое сопротивление линии вспомогательного газа снабжено термостатом.2. The gas analyzer of claim 1, in order to improve the accuracy of the analysis when the ambient temperature changes, the pneumatic resistance of the auxiliary gas line is supplied with a thermostat. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Сокодынский К.И. и др. Приборы дл  хроматографии. Машиностроение 1973, с. 318.1. Sokodynsky K.I. and others. Devices for chromatography. Engineering 1973, p. 318. 2. За вка ФРГ № 2150809, кл. k2i , 1973.2. For the application of the Federal Republic of Germany No. 2150809, cl. K2I, 1973. uouo сз-spz- VOVO