Способ термохимического анализа отработавших газов бензиновых двигателей

Способ термохимического анализа отработавших газов бензиновых двигателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к газово-. му анализу, преимущественно к термохимическим газоанализаторам, которые могут быть использованы для определения концентрации оксида углерода и суммарной концентрации углеводородов в отработавших газах бензиновых дви-. гателей. Цель изобретения - повьппение точности избирательного определения оксида углерода. Измеряют оксид углерода и углеводороды бензина путем их каталитическогоокисления. Определяют величины термоэффектов, пропорциональных концентраций оксида углерода , а также суммарной концентрации углеводородов. Раздельное измерение указанных горючих достигают благодаря фильтрации пробы отработав-, ших газов жидкостью, обладгшзщей адсорбционной способностью к парообразным углеводородам бензина. Применение фильтрации позволяет надежно разделять измеряемые дозы и значительно повысить точность их измерения. Определяют суммарнзто концентрацию углеводородов как разность измерений до и после фильтрации отработавших газов. 2 Ш1. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 25/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4086236/24-25 (22) 09.07.86 (46) 30.09.88. Бюл. 11 36 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) А.Н.Щербань, В.Г.Семеновский, В.Н.Тарасевич и Ю.Н.Сутормин (53) 543.274(088.8) (56) Патент ФРГ 11 )300315, кл. G 01 N 25/32, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У, 1022025, кл. G 01 N 25/32, .1983. (54) СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к газовому анализу, преимущественно к термохимическим газоаналиэаторам, которые г могут быть использованы для определения концентрации оксида углерода и суммарной концентрации углеводородов

„„SU„„1427269 ., A1 в отработавших газах бензиновых дви". гателей. Цель изобретения — повышение точности избирательного определе-ния оксида углерода. Измеряют оксид углерода и углеводороды бензина путем их каталитического окисления. Определяют величины термозффектов, пропорциональных концентраций оксида углерода, а также суммарной концентрации углеводородов. Раздельное измерение указанных горючих достигают благодаря фильтрации пробы отработав-. ших газов жидкостью, обладающей адсорбционной способностью к парообразным углеводородам бензина. Применение фильтрации позволяет надежно разделять измеряемые дозы и значительно повысить точность их измерения. Определяют суммарную концентрацию углеводородов как разность измерений до и после фильтрации отработавших газов.

2 ил.

1427269

Изобретение относится к газовому анализу„ а именно к термохимическим гаэоанализаторам для анализа горючих газов, и может найти применение при определении содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобильных двигателей.

Цель изобретения — повышение точности определения концентрации оксида 1О углерода и суммарной концентрации различных углеводородов бензина, коTopb!p поступают в атмосферу с отработавшими газами.

Способ термохимического анализа отработавших газов бензиновых двигателей заключается в следующем.

Определяют концентрацию оксида углерода и суммарную концентрацию углеводородов бензина путем измерения 20 термоэффекта каталитического. окисления совместно присутствующих горючих компонентов пробы, пропорциональных концентрации оксида углерода и углеводородов, фильтруют анализируемую 25 пробу жидкостью, адсорбционно-активной к парам углеводородов, с последующим измерением термоэффекта каталитического окисления, пропорционального концентрации оксида углерода, и 30 вычитают эту величину из первого измерения. В качестве фильтрующей жидкости используют высокотемпературную фракцию перегонки нефти с температурой воспламенения выше температуры

35 воспламенения определяемых горючих компонентов, например керосин, На фиг.! представлено устройство дискретного действия для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2— устройство непрерывного действия, Устройства (фиг.! и 2) содержат пробоотборный зонд 1, газовую магистраль 2, побудитель 3, фильтр 4, -45 патрубки 5 и 6 фильтра, жидкость 7 для фильтрации, газовый кран 8, термокаталитический датчик 9 горючих газов, измерительные элементы 10 и 11 датчика 9, прибор 12 для регистрации оксида углерода, нуль-корректор 13 датчика 9, термокаталитический датчик

14 горючих газов, измерительные элементы 15 и 16 датчика 14, прибор 17 для регистрации суммарной концентрации оксида углерода и углеводородов, 55 нуль-корректор 18 датчика 14 и прибор 19 для регистрации суммарной концентрации углеводородов °

Пробоотборный зонд 1 изготовлен иэ металлической трубки, которую вводят в выхлопной патрубок двигателя. Газовая магистраль 2 выполнена иэ резиновой трубки. Побудитель 3 предназначен для отбора отработавших газов и атмосферного воздуха. Фильтр 4 очистки отработавших газов выполнен в форме барботера с патрубком 5, погруженным в жидкость 7. Газовый кран 8 служит для подачи отработавших газов в фильтр 4.

Термокаталитические датчики 9 и 14 предназначены для окисления горючих газов на измерительных элементах 10, 11 и 15, 16. Элемент !О идентичен элементу 15, а элемент 11 — элементу

16. Каждый элемент имеет спираль иэ платиновой проволоки, витки которой скреплены носителем Hs термостойких окислов, а поверхность носителя покрыта мелкодисперсным катализатором.

Статические характеристики элементов

10 и 11 различны между собой и по величине соответственно равны характе" ристикам элементов 15 и 16. Регистрирующие приборы 12, !7 и 19 идентичны.

Устройство дискретного действия работает следующим образом (фиг.1).

Перед анализом устанавливают ра" бочее напряжение на питающей диагонали датчика 9. Для этого устройство подключают к электрической сети, устанавливают необходимый расход воздуха побудителем 3 и нулевое показание регистрирующего прибора 12, Затем на вход пробоотборного зонда 1 подают эталонную водородовоздушную смесь и определяют сигнал датчика по прибору !2. Изменяют величину питающего напряжения и снова проверяют сигнал датчика по эталонной водородовоздушной смеси. Напряжение ступенями меняют до того значения, при котором сигнал датчика при анализе эталонной смеси будет равен нулю, т.е. когда наличие водорода не будет влиять на процесс измерения другого горючего компонента. Этот режим питания датчика является рабочим.

При анализе отработавших газов пробоотборный зонд 1 вводят на глубину 300 мм в выхлопную трубу работающего автомобиля. Отработавшие газы поступают через газовую магистраль 2 на выход побудителя 3. На выходе поток отработавших газов смешивается с потоком атмосферного воздуха, который поступает из второго канала побу14272б9 налы этих датчиков включены дифференциально и их разностную величину регистрирует прибор 19. Указанные датчики обтекаются параллельными потоками отработавших газов, поступающих из побудителя 3.

Перед началом работы устройства устанавливают рабочее напряжение на датчиках 9 и 14 аналогично описанному вышее, После этого корректируют нуль регистрирующего прибора 19.

Измерение концентрации оксида углерода проводят аналогично. Пробу газов краном 8 направляют в фильтр 4.

Фильтруют ее, дожигают в датчике 9 и определяют термоэффект, пропорцио-. нальный содержанию оксида углерода, Параллельно проба газов поступает в датчик 14.Регистрирующий прибор 17 отмечает суммарную концентрацию оксида углерода и углеводородон. На регистрирующий прибор 19 поступает сигнал, пропорциональный суммарной концентра", ции углеводородов, поскольку выходные сигналы датчиков включены дифференциально.

Таким образом, фильтрация отработавших газов является важной операцией, определяющей точность измерения концентрации оксида углерода и суммарной концентрации углеводородов.

В качестве фильтрующих жидкостей используют керосин и дизельное топли-. во, отдельные компоненты этих фракций, машинное масло. По степени эффективности фильтрации, паров бензина исследованные жидкости располагаются в следующей последовательности: машинное масло, керосин, декан, гектодекан, дизельное топливо. При этом эффективность фильтрации машинного масла составляет не менее 707., керо-. сина более 95Х, остальные жидкости обладают 1007-ной очисткой. При дли- тельной фильтрации эффективность очистки начинает снижаться и на выходе из фильтра появляются углеводороды, что свидетельствует об утрате жидкостью сорбционной способности. Этот недостаток легко устраняется путем продувки жидкости атмосферным воздухом.

Формула изобретения

Способ термохимического анализа отработавших газов бензиновых двигателей, заключающийся в определении концентрации оксида углерода и сумдителя. На этом подготовка отработавших газов для их анализа термокаталитическим датчиком завершена.

Разбавленные воздухом отработав5 шие газы через газовый кран 8 поступают в датчик 9 для анализа. Горючие компоненты смеси окисляются на каталитических покрытиях элементов !О и

11. Выделяющееся при окислении горю- !0 чих газон тепло вызывает разбаланс моста датчика и на регистрирующем приборе 12 устанавливается сигнал, пропорциональный суммарной концентрации оксида углерода и различных уг- 15 леводородон, поступающих с отработав.шими газами. Раздельное определение концентрации оксида углерода и суммарной концентрации углеводородов достигают фильтрацией пробы газов. С этой20 целью краном 8 газовую пробу направляют в фильтр 4, заполненный жидкостью, адсорбционно-активной к парам углеводородов. Газовый поток выходит иэ патрубка 5 фильтра мелкими пузырь- 25 ками и проходит через слой жидкости 7.

Пары углеводородов удерживаются этой жидкостью и отработавшие газы через патрубок 6 поступают в датчик 9 на анализ. Показания регистрирующего 30 прибора 12, отмечавшего до фильтрации суммарное содержание оксида углерода и углеводородов, начинают убывать и устанавливаются на значении, соответствующем только концентрации оксида

35 углерода. Суммарной концентрации углеводородов соотнетствует разность в показаниях прибора 12, полученных до и после фильтрации пробы отработавших газов. 40

Полезный сигнал датчика, пропорциональный суммарной концентрации оксида углерода и углеводородов, получают путем раздельного суммирования сигналов, полученных от указанных горючих ком- 5 понентов. Для этого сначала газовую ,пробу фильтруют и прибором 12 измеряют концентрацию оксида углерода, затем фильтрацию прекращают ° Показания прибора 12 возрастают на величину, пропорциональную суммарной концентрации углеводородов.

Устройство непрерывного действия (фиг.2) содержит устройство дискретного действия (фиг.1) и термокаталитический датчик 14 для измерения суммарной концентрации оксида углерода и углеводородов. Датчик 14 выполнен идентичным датчику, 9, а выходные сиг1427269

Составитель В.Екаев

Редактор А.Лежнина Техред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова

Тираж 847 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4847/40

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 марной концентрации углеводородов бензина путем измерения термоэффекта каталитического окисления совместно присутствующих горючих компонентов про5 бы, пропорциональных концентрации оксида углерода и углеводородов .путем фильтрации анализируемой пробы жидкостью, адсорбционно-активной к парам углеводородов, с последующим измерением термоэффекта каталитического окисления, пропорционального концентрации оксида углерода, и вычитанием этой величины из первого измерения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности избирательного определения. оксида углерода, в качестве фильтрующей жидкости используют высокотемпературную фракцию перегонки нефти с температурой воспламенения выше температуры воспламенения определяемых горючих компонентов, например керосин.