Метод за проверка на работата на газоанализатори
Собственици на патент RU 2330279:
Изобретението се отнася до областта на аналитичната апаратура и по-специално до методи за тестване на работата на газови анализатори. Методът за проверка се състои в поставяне на източника на парите на анализираното вещество във вътрешния обем на съда, създавайки в него условия за линейно нарастване на концентрацията на парите на веществото. Входът и изходът на изпитвания газоанализатор, оборудван със стимулатор на потока, са свързани към съда, измерва се интервалът от време между две различни показания на газоанализатора и измереният интервал от време се сравнява с предварително зададен референтен интервал от време, което позволява да се елиминира необходимостта от определяне на концентрацията на парите на веществото в сместа газ-пара, преминала през изпитвания газов анализатор, и съответно да се опрости и намали цената на процедурата за проверка. 6 т.п. f-ly, 2 ил.
Изобретението се отнася до областта на аналитичното оборудване и по-специално до методи и средства за подобряване на надеждността на газово аналитично оборудване. Съществуват добре известни методи за тестване на производителността на газови анализатори, използващи калибриращи газови смеси с известен състав, базирани на сравняване на показанията на изпитвания газов анализатор с действителната стойност на концентрацията на измервания компонент в калибриращата газова смес.
Недостатъкът на тези методи е, че те изискват използването на скъпи калибриращи газови смеси с известен състав. Тъй като здравният преглед трябва да се извършва редовно, това значително оскъпява проверката.
Съществува и известен метод за тестване на работата на газов анализатор, който се състои в създаване на паровъздушна смес в контейнер чрез дозиране на определено количество от тестваното вещество в затворен обем газ ипоследващо измерване на концентрацията му (виж, например, Drugov Yu.S., Rodin A.A. Газохроматографски анализ на газове, Санкт Петербург, 2001 г., стр. 24).
Недостатъкът на известния метод е необходимостта от точно дозиране на определено количество от изследваното вещество в контейнера. Ръчното дозиране е трудно и при проверка дори на малък брой газови анализатори това създава значително неудобство. Автоматизирането на дозирането значително увеличава разходите за тестване.
Целта на изобретението е да се разработи такъв метод за проверка на работата на газоанализатора, който да не изисква приготвяне на смеси газ-пара с известен състав и да бъде прост и достъпен при практическо приложение.
Този проблем се решава с факта, че се предлага метод за проверка на работата на газов анализатор с помощта на източник на пари на тестваното вещество, при който, съгласно изобретението, тестваното вещество се поставя във вътрешния обем на съда, създавайки условия за линейно нарастване на концентрацията на парите на веществото във времето, входът и изходът на тествания газоанализатор, оборудван със стимулатор на потока, са свързани към съда, измерва се интервалът от време между две различни показания на газоанализатора и се измерва интервалът от време се сравнява с предварително определен контролен времеви интервал.
В предпочитано изпълнение на метода, изпитваното вещество се поставя в дифузионната клетка, като веществото частично я запълва.
Друга разлика на метода е, че съдът се пълни с въздух и чрез свързване на вътрешния обем с атмосферата в него се поддържа налягане, равно на атмосферното.
Друга разлика на метода е, че въздухът циркулира във вътрешния обем на съда.
Сред разликитеметод, трябва да се отбележи, че във вътрешния обем на съда се поддържа постоянна температура.
Друга разлика в метода е, че първоначалната концентрация на парите на изпитваното вещество във вътрешния обем на съда в началото на теста за работа на газоанализатора се създава чрез продухване на вътрешния обем на съда с поток от атмосферен въздух, пречистен от примеси.
Друга разлика в метода е, че концентрацията на парите на тестваното вещество във вътрешния обем на съда се поддържа при по-ниска концентрация на наситени пари на това вещество.
Техническият резултат от изобретението е, че тестът за работата на газоанализатора се свежда до измерване на времето на нарастване на показанията на газоанализатора.
При използването на предложения метод за изпитване не е необходимо да се дозира определено количество от тестваното вещество в контейнер, предварително почистен след предишния тест, тъй като методът се основава не на абсолютните показания на газоанализатора, а на измерване на периода от време, през който те нарастват.
За да определите контролния времеви интервал, който всъщност е паспортна стойност, можете да използвате известен добър газов анализатор (референтен), калибриран чрез калибриращи газови смеси. Контролният времеви интервал с постоянство на условията на изпитване (тествано вещество, зададени показания на газоанализатора, температура) е постоянна стойност.
Същността на изобретението е илюстрирана с чертежи.
Фигура 1 показва схематична диаграма на едно от възможните изпълнения на устройството за прилагане на предложения метод.
Фигура 2 схематично показва зависимостта от времето на показанията на еталонния газоанализатор и тествания газоанализатор с по-ниска чувствителност.
Устройството за прилагане на предложения метод (фигура 1) съдържа съд 1, вътре в който е поставена дифузионна клетка 2, изработена от прозрачен материал (например кварцово стъкло), частично напълнена с изпитвано вещество 3 (силно летлива течност, като хексан). Клетка 2 има дифузионен пропускателен клапан 4, направен под формата на тръба с вътрешен диаметър 2-10 mm. Съдът 1 е снабден с капак 5, върху който е закрепена разклонителна тръба 6, която е свързана с дифузионната клетка 2 и служи за запълването й с тестваното вещество. Вътре в съда е монтиран вентилатор 7 на прът 8, който служи за изравняване на концентрацията на парите на тестваното вещество в обема на съда 1. Капакът 5 има разклонителна тръба 9, която служи за комуникация на вътрешния обем на съда 1 с атмосферата. Капакът 5 също е снабден с две разклонителни тръби 10 и 11, към които е свързан входът и изходът на газоанализатора 12, оборудван със стимулатор на потока (не е показан на фигурата). Газоанализаторът е оборудван с фотойонизационен детектор, който не разрушава тестваното вещество. Поради факта, че паровъздушната смес, преминала през газовия анализатор 12, се връща в съда 1, наличието на газовия анализатор не влияе върху концентрацията на парите на тестваното вещество в съда 1. Капакът 5 също има разклонителна тръба 13, към която е свързан изходът на компресора 14, чийто вход е свързан към устройство 15 за почистване на атмосферния въздух (например адсорбер, пълен с активен въглен на гранули).
Преди първото използване на това устройство за проверка на производителността се извършва неговата сертификация, която се състои в определяне на контролния период от време, през който показанията на газоанализатора се увеличават от една зададена стойност към друга. За тази цел като газов анализатор 12 се използва познат като добър газоанализатор.(референтен), калибриран за калибровъчни газови смеси.
В началото на сертифицирането газоанализаторът 12 се включва и с помощта на компресора 14 вътрешният обем на съда 1 се продухва с атмосферен въздух, пречистен от примеси в устройството 15. В този случай концентрацията на парите на тестваното вещество в съда 1, измерена от еталонния газоанализатор 12, намалява (участък А на крива 1, фиг.2) и показанията падат до определена стойност S0. Стойността на S0 се избира близо до точката на равновесие между количеството изпитвано вещество, което влиза в съд 1 от дифузионна клетка 2, и количеството изпитвано вещество, отстранено от съд 1 през дюза 9.
Когато показанията на референтния газоанализатор 12 достигнат стойността S0, компресорът 14 се изключва в момент t 0. Концентрацията на парите на тестваното вещество започва да се увеличава във времето според линейния закон, тъй като налягането на парите на тестваното вещество в съда е много по-малко от налягането на наситените пари (част В на крива 1, фиг. 2). Моментът от време (t1*) се фиксира, когато показанията на еталонния газоанализатор 12 достигнат стойността, посочена на ординатната ос S1. Когато показанията на еталонния газов анализатор 12 достигнат стойността, посочена на оста y S2, фиксирайте времето (t2*). Стойността t*2-t*1 представлява контролния период от време. Стойността на контролния период от време е постоянна за дадена температура при дадени стойности на S1 и S2.
Стойностите на S2 и S1 са зададени така, че да са в началото на секция B и стойността t*2-t*1 да е поне 30 s. Това осигурява увеличение на показанията, близки до линейните, и ниска грешка при измерване на стойността на t * 2-t * 1. В допълнение, стойността на S2 обикновено се избира по-висока от стойността, при която се задейства алармата на тествания газоанализатор, коетосъщо ви позволява да проверите работата на сигналното устройство. Измереният по този начин контролен времеви интервал се записва (записва) в паспорта на уреда с посочване на тестваното вещество и две показания на газоанализатора (S2 и S1).
Работата на газов анализатор от същия тип като референтен газов анализатор, който е бил в употреба от известно време и чиято чувствителност може да се е променила (например поради замърсяване на прозореца на UV лампата на фотойонизационния детектор), се извършва по същия начин като квалификацията. Тестваният газов анализатор се свързва към дюзи 10 и 11 на устройството и след това се изпълняват всички горепосочени стъпки. Фигура 2 показва крива 2, съответстваща на газов анализатор с по-ниска чувствителност, чийто участък А се отнася до спада на концентрацията на парите на тестваното вещество в съд 1 по време на работа на компресора 14, а участък В отразява увеличаването на концентрацията на парите на тестваното вещество с течение на времето. Сега времето t1 съответства на момента на достигане на S1, а времето t2 съответства на момента на достигане на S2.
Изключването на компресора 14 не трябва да става при достигане на показанията S0, компресорът може да бъде изключен при всяко показание на газоанализатора, по-малко от S1. Увеличаването на показанията се определя само от чувствителността на газоанализатора и за даден газоанализатор, който се тества, увеличението на показанията винаги ще се случва по права линия, успоредна на участък B от права линия 2, което означава, че времето t2-t1 ще бъде същото.
Тъй като чувствителността на изпитвания газ анализатор е по-малка от тази на еталонния, скоростта на нарастване на изпитвания газ анализатор също е по-малка от тази на еталонния, т.е. тангентата на наклона на участък В на крива 2 е по-малка от тангенса на наклонасекция B на крива 1. В резултат на това стойността на t2-t1 е по-голяма от t*2-t*1.
По този начин процесът на тестване се свежда до измерване на разликата t2-t1 и сравняване на тази стойност с контролния времеви интервал t*2-t*1.
По време на работа има постоянно намаляване на обема на тестваното вещество в дифузионната клетка, така че трябва периодично да се допълва, като се използва тръба 6 за това.
1. Метод за изпитване на работата на газоанализатори с помощта на източник на пари на тестваното вещество, характеризиращ се с това, че тестваното вещество се поставя във вътрешния обем на съда, създавайки условия за линейно нарастване на концентрацията на парите на веществото, входът и изходът на тествания газоанализатор, оборудван с драйвер на потока, са свързани към съда, измерва се интервалът от време между две различни показания на газоанализатора и измереният интервал от време се сравнява с предварително зададен контролен интервал от време.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че изпитваното вещество се поставя в дифузионна клетка.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съдът се пълни с въздух и налягането в него се поддържа равно на атмосферното чрез свързване на вътрешния обем на съда с атмосферата.
4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че въздухът циркулира във вътрешния обем на съда, за да се изравни концентрацията на парите на тестваното вещество в съда.
5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че се поддържа постоянна температура на въздуха във вътрешния обем на съда.
6. Метод съгласно претенция 1, или 2, или 3, или 4, или 5, характеризиращ се с това, че първоначалната концентрация на парите на веществото в съда преди започване на проверката на работата на газовия анализатор се създава чрез продухване на вътрешния обем на съда с поток, пречистен от примеси.атмосферен въздух.
7. Метод съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че концентрацията на парите на веществото във вътрешния обем на съда се поддържа при по-ниска концентрация на наситени пари на това вещество при дадена температура.