Устройство для приготовления многокомпонентных поверочных газовых смесей

Устройство для приготовления многокомпонентных поверочных газовых смесей

Реферат

Изобретение относится к области метрологии, в частности к устройствам, предназначенным для приготовления многокомпонентных газовых смесей с целью поверки газоанализаторов.

Газоанализаторы требуют систематической периодической поверки при помощи поверочных газовых смесей (далее - ПГС). Такая поверка, как правило, производится с использованием эталонных многокомпонентных ПГС в виде государственных стандартных образцов (далее - ГСО), которые, в свою очередь, необходимо приобретать на платной основе. Ввиду высокой стоимости ГСО, а также в связи с отсутствием возможности длительного хранения некоторых видов многокомпонентных ПГС из-за взаимной реакции компонентов актуальна задача самостоятельного приготовления ПГС, близких к ГСО по метрологическим характеристикам, но обладающих меньшей стоимостью.

Известно устройство для приготовления ПГС в динамическом режиме, которое содержит смеситель газов, по меньшей мере, один канал для подвода целевого газа в смеситель газов, по меньшей мере, два канала для подвода газа-разбавителя в смеситель газов и канал для вывода газовой смеси из смесителя газов. В каждом канале для подвода газа в смеситель газов последовательно установлены регулятор массового расхода газа и электромагнитный клапан (см. патент РФ №114528, опубл. 27.03.2012).

Известно устройство, содержащее подключенные к общему каналу сосуд с поверочным газом, снабженный редуктором, сосуд-смеситель и датчик-газоанализатор, помещенный в отводном канале. В устройстве указанные элементы подключены к общему каналу через отдельные вентили, а сосуд-смеситель снабжен датчиком давления, при этом дополнительно к общему каналу через отдельные вентили подключены компрессор, вакуум-насос и редуктор с вентилем в обходном канале, выход редуктора подключен к набору снабженных отдельными вентилями сосудов для отведения приготовленной ПГС, а датчик-газоанализатор подключен к набору снабженных отдельными вентилями сосудов с эталонными ПГС различных концентраций (см. патент РФ №2383007, опубл. 27.02.2010).

Известно устройство для приготовления многокомпонентных газовых смесей, которое содержит баллоны с редукторами, содержащие газ-разбавитель и эталонные газы, вентили, камеру смесительную, вакуумметр смесительной камеры, манометр смесительной камеры, форвакуумный насос. Между баллоном, содержащим газ-разбавитель, и смесительной камерой введена камера компенсационная с входным и выходным вентилями и дифференциальный манометр, одним входом соединенный с камерой компенсационной, а другим - с камерой смесительной (см. патент РФ №2446005, опубл. 27.03.2012).

Основным недостатком технических решений, реализованных в устройствах, приведенных выше, является наличие в них элементов, связанных с необходимостью применения газа-разбавителя, например воздуха.

В связи с указанным недостатком задачей заявленного изобретения является создание недорогого и простого в изготовлении устройства для приготовления многокомпонентных ПГС, работающего на принципе диффузии порций однокомпонентных ПГС в замкнутом объеме, подаваемых под одинаковым давлением и с одинаковой скоростью, и, как следствие, не имеющего в своей конструкции элементов, необходимых для подачи газа-разбавителя.

Технический результат заключается в реализации назначения заявленного изобретения, то есть в расширении арсенала технических средств.

Поставленная задача и указанный технический результат в устройстве для приготовления многокомпонентных ПГС, включающем баллоны, вентили, регуляторы давления газа, импульсные трубки и камеру смешения, решается и достигается соответственно тем, что баллоны, количество которых, а также содержание однокомпонентной ПГС в каждом из них выбирают исходя из требуемого состава многокомпонентной ПГС, подлежащей приготовлению, параллельно друг другу подсоединены к аспиратору посредством импульсных трубок, на которых, в свою очередь, установлены регуляторы давления газа, при этом аспиратор подсоединен через импульсную трубку к камере смешения, которая подсоединена к системе регулирования и подачи многокомпонентной ПГС, состоящей из регулятора давления газа и ротаметра.

Заявленное изобретение поясняется графическими материалами, где на чертеже изображена принципиальная схема устройства для приготовления многокомпонентных ПГС.

Устройство для приготовления многокомпонентных ПГС содержит баллоны 1, вентили (на чертеже не показаны, но, как правило, являются конструктивным элементом баллонов 1), регуляторы давления газа 2, импульсные трубки 3, аспиратор 4, камеру смешения 5 и систему регулирования и подачи многокомпонентной ПГС, состоящей из регулятора давления 6 и ротаметра 7.

Количество баллонов 1, а также содержание однокомпонентной ПГС в каждом из них выбирают исходя из требуемого состава многокомпонентной ПГС, подлежащей приготовлению.

Баллоны 1 параллельно друг другу подсоединены к аспиратору 4 посредством импульсных трубок 3.

На импульсных трубках 3, служащих для подсоединения баллонов 1 к аспиратору 4, установлены регуляторы давления или расхода газа 3.

Аспиратор 4 подсоединен через импульсную трубку 3 к камере смешения 5, которая подсоединена к системе регулирования и подачи многокомпонентной ПГС, состоящей из регулятора давления 6 и ротаметра 7.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Допустим, для поверки газоанализатора требуется многокомпонентная ПГС, составленная из равных частей следующих приготовленных в соответствии с ТУ 6-16-2956-92 «Смеси газовые поверочные - стандартные образцы состава» однокомпонентных ПГС: CO₂/N₂, SO₂/N₂, NO/N₂ и NO₂/N₂.

Исходя из данного условия, собирают устройство согласно принципиальной схеме, изображенной на чертеже. При этом в общем случае количество баллонов 1 и содержание однокомпонентной ПГС в каждом из них выбирают исходя из требуемого состава многокомпонентной ПГС, подлежащей приготовлению.

Регуляторы давления газа 2, например, марки РДБ-2-0,6 производства ЗАО СКБ «Хроматэк» настраивают на равное давление (0,1 МПа), при этом регулятор давления газа 6, например, также указанной выше марки закрыт.

Настраивают аспиратор 4, например ПУ-4Э с модифицированной системой подачи и отбора на подачу в камеру смешения 5 равных порций однокомпонентных ПГС, то есть на одинаковую скорость подачи (1 л/мин).

При этом камера смешения 5 представляет собой баллон вместимостью до 10 л, рассчитанный на давление до 20 МПа и изготовленный согласно ТУ 1411-001-03455, ТУ 14-3Р-08-94 или ТУ 7551-002-23204567-99.

Открывают вентили на баллонах 1 и посредством аспиратора 4 по импульсным трубкам 3 через регуляторы давления газа 2 осуществляют подачу однокомпонентных ПГС в камеру смешения 5.

После выравнивания давления и, как следствие, диффузии порций однокомпонентных ПГС в камере смешения 5 открывают регулятор давления газа 6 системы регулирования и подачи многокомпонентной ПГС и осуществляют подачу в поверяемый газоанализатор многокомпонентной ПГС со скоростью 20-40 л/мин, которую, в свою очередь, регулируют посредством ротаметра 7, например, РМ-А-0,063Г-У3.

Устройство для приготовления многокомпонентных поверочных газовых смесей (далее - ПГС), включающее баллоны, вентили, регуляторы давления газа, импульсные трубки и камеру смешения, отличающееся тем, что баллоны, количество которых, а также содержание однокомпонентной ПГС в каждом из них выбирают исходя из требуемого состава многокомпонентной ПГС, подлежащей приготовлению, параллельно друг другу подсоединены к аспиратору посредством импульсных трубок, на которых, в свою очередь, установлены регуляторы давления газа, при этом аспиратор подсоединен через импульсную трубку к камере смешения, которая подсоединена к системе регулирования и подачи многокомпонентной ПГС, состоящей из регулятора давления газа и ротаметра.