RU17987U1 - Анализатор водорода в газовых смесях - Google Patents
Анализатор водорода в газовых смесях Download PDFInfo
- Publication number
- RU17987U1 RU17987U1 RU2001102427/20U RU2001102427U RU17987U1 RU 17987 U1 RU17987 U1 RU 17987U1 RU 2001102427/20 U RU2001102427/20 U RU 2001102427/20U RU 2001102427 U RU2001102427 U RU 2001102427U RU 17987 U1 RU17987 U1 RU 17987U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compensation
- working
- hydrogen analyzer
- analyzer according
- housing
- Prior art date
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N platinum-iridium alloy Chemical class [Ir].[Pt] HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000566 Platinum-iridium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
1. Анализатор водорода в газовых смесях, включающий корпус с отверстиями для входа и выхода анализируемой газовой смеси и размещенный в корпусе чувствительный элемент, отличающийся тем, что корпус выполнен из теплопроводного материала и снабжен нагревателем, чувствительный элемент состоит из рабочего проводника, содержащего палладий, и компенсационного проводника, содержащего платину, рабочий и компенсационный проводники соединены между собой посредством электрического контакта, а периферийные части рабочего и компенсационного проводников снабжены выводящими электрическими контактами.2. Анализатор водорода по п.1, отличающийся тем, что рабочий проводник дополнительно содержит серебро.3. Анализатор водорода по п.2, отличающийся тем, что компенсационный проводник дополнительно содержит иридий.4. Анализатор водорода по п.3, отличающийся тем, что компенсационный проводник выполнен с покрытием из термостойкого электроизоляционного материала.5. Анализатор водорода по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рабочий и компенсационный проводники выполнены с одинаковыми геометрическими размерами.6. Анализатор водорода по п.5, отличающийся тем, что рабочий и компенсационный проводники выполнены в форме спиралей.7. Анализатор водорода по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что корпус выполнен металлическим.
Description
АНАЛИЗАТОР ВОДОРОДА В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ
Полезная модель относится к области аналитической химии и может быть использована для непрерьтного контроля содержания водорода в воздушных и паровоздушных смесях, в частности для контроля газа под защитной оболочкой АЭС во избежание накопления взрьшоопасной концентрации водорода.
Наиболее близким техническим решением является анализатор водорода в газах (А.С. СССР № 238222, МПК G01N27/02. «Способ определения водорода в смеси с гелием. Опубликован 20.02.69 г., Бюл. № 9). Анализатор представляет собой две стеклянные трубки, внутри которых находятся спирали из палладиевой проволоки. Проволока намотана на фарфоровые стержни. К концам палладиевой проволоки приварены платиновые проволоки для впаивания в стекло. Одна из трубок заполнена газом, не содержащим водород, и запаяна, другая - имеет на концах краны для продувки через нее анализируемой смеси газов. Трубки соединены в один блок для поддержания одинаковых температурных условий. К недостаткам прототипа относятся: возможность определения водорода только в смеси с гелием, принудительная подача смеси газов в анализатор, необходимость поддержания одинаковой температуры в двух трубках, что приводит к увеличению погрешности определения
Перед авторами стояла задача устранить указанные недостатки и разработать анализатор водорода в газовых смесях с широкой областью применения, высокой надежностью и точностью непрерьшного определения концентрации водорода в воздушных и парс-воздушных смесях.
Для решения поставленной задачи предлагается анализатор водорода в газовых смесях, включающий корпус с отверстиями для входа и выхода анализируемого газа и размещенный в корпусе чувствительный элемент. Анализатор отличается от известных тем, что его корпус выполнен из теплопроводного материала и снабжен нагревателем, чувствительный элемент состоит из рабочего проводника, содержащего палладий, и компенсационного проводника, содержащего платину, рабочий и компенсационный проводники соединены между собой посредством электрического контакта, а периферийные части рабочего и компенсационного проводников снабжены выводящими электрическими контактами. В частном случае выполнения анализатора рабочий проводник дополнительно содержит серебро. Компенсационный проводйик может дополнительно содержать иридий и быть выполнен с покрытием из термостойкого электроизоляционного материала. Целесообразно рабочий и
МПК G01N27/02
компенсационный проводники выполнять с одинаковыми геометрическими размерами и в форме спиралей.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в возможности непрерьшного определения водорода в газовой смеси без принудительной подачи смеси в анализатор. Принцип определения водорода с использованием полезной модели основан на электрокондукгометрическом эффекте, проявляющимся в обратимом селективном поглощении водорода палладием или его сплавом с серебром. Такое поглощение приводит к повьплению электрического сопротивления палладия, которое, в свою очередь, является функцией концентрации молекулярного водорода в анализируемой пробе газа. Особенности конструкции анализатора обеспечивают его работоспособность в условиях естественной конвекции газовой смеси, в частности внутри защитной оболочки АЭС.
На фиг. представлен вертикальный разрез анализатора водорода, 1 - корпус, 2нагреватель, 3- теплоизоляция, 4 - кожух, 5 - чувствительный элемент, 6 - рабочий проводник, 7 - компенсационный проводник, 8 - изоляторы, 9 - термопара, 10 и 11 разъемы, 12 - несущий стержень.
Анализатор водорода состоит из трубчатого металлического корпуса 1, на внешней поверхности которого размещен нагреватель 2, выполненный в виде спирали. Корпус 1 с нагревателем 2 заключен в металлический кожух 4, а между нагревателем 2 и кожухом 4 размещена теплоизоляция 3. Токоведущая жила нагревателя 2 подключена к разьему 11, служащему для подключения нагревателя, и вторичного измерительного прибора. Разьем 11 установлен на кожухе 4. Внутри трубчатого корпуса 1 размещен чувствительный элемент 5, содержащий рабочий проводник 6 и компенсационный проводник 7, вьшолненный в виде спиралей. К рабочему проводнику 6 и компенсационному проводнику 7 присоединены электрические контакты, впаянные в стеклянные изоляторы 8. Изоляторы установлены на несущем полом стержне, внутри которого размещена кабельная микротермопара 9. Электроды термопары 9, выводящие электрические контакты рабочего проводника 6 и компенсационного проводника 7 подключены к контактам разъема 10, установленного на периферийной части чувствительного элемента. Рабочий проводник 6 изготовлен из сплава палладий серебро, а компенсационный проводник изготовлен из сплава платина - иридий и покрыт органосиликатным составом, препятствующим доступу анализируемого газа к поверхности компенсационного проводника 7. Компенсационный проводник 7
обеспечивает компенсацию изменений электросопротивления рабочего проводника, обусловленных изменениями рабочей температуры чувствительного элемента 5.
Так как принцип определения концентрации водородах в газовых смесях с использованием заявляемой полезной модели основан на электрокондукгометрическом эффекте, то температурный коэффициент электросопротивления компенсационного проводника должен быть максимально близким по значению к температурному коэффициенту сопротивления рабочего проводника при малой чувствительности компенсационного проводника к водороду.
Полезная модель работает следующим образом. Газовая смесь поступает в анализатор через входное отверстие за счет конвективного переноса, причиной которого является перепад температур между внешней средой и температурой внутри анализатора, создаваемый за счет нагревания корпуса анализатора до температуры от 150 до 220°С. Водород, содержащийся в анализируемой газовой смеси, селективно и обратимо поглощается палладием или его сплавом, из которого изготовлен рабочий проводник 6 чувствительного элемента 5, что вызьгеает изменение его электрического сопротивления пропорционально концентрации поглощенного водорода. При этом электрическое сопротивление компенсационного проводника 7 остается неизменным. Разность электрических сопротивлений рабочего проводника 6 и компенсационного проводника 7 измеряют при помощи вторичного измерительного прибора, например мостовой электрической схемы.
Пример. Был изготовлен опытный образец анализатора водорода, состоящий из трубчатого корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали марки 1x18 Н9Т, и чувствительного элемента 5. Высота корпуса составляла 500 мм, диаметр сечения - 70 мм. На корпусе размещен нагреватель 2 в виде спирали, сверху покрытый теплоизоляцией 3. Нагреватель с теплоизоляцией заключен в металлический корпус, выполненный из нержавеющей стали марки 1x18 Н9Т. Токоведущая жила нагревателя подключена к разъему 11, установленному на кожухе 4. Чувствительный элемент 5 состоял из рабочего и компенсационного проводников 6 и 7, выполненных в виде спиралей из сплавов палладий-серебро и платина-иридий соответственно. Проводники механически и электрически соединены с контактами, впаянными в стеклянные изоляторы 8. Изоляторы закреплены на несущем полом стержне 12. Опытный образец анализатора устанавливали вертикально и подсоединяли к экспериментальной лабораторной установке,,, включающей узел приготовления водородо-воздущных смесей, вторичный измерительный прибор, датчики температуры, давления и расхода
газа, систему газовых электрокоммуникаций. Испытания проводили при температуре воздуха 22°С и влажности 8,4 мг/л. Результаты испытаний показали, что время, через которое анализатор реагирует на наличие в анализируемой газовой смеси водорода при его концентрации в смеси 3,7% объем., составляет 30 с. Время установления равновесного значения показаний анализатора водорода составляет 150 с. При концентрации водорода в анализируемой газовой смеси 1,0% объем, относителъная погрешность определения составила 1,0%, а при концентрации водорода 3,7% объем. -0,1%.
Claims (7)
1. Анализатор водорода в газовых смесях, включающий корпус с отверстиями для входа и выхода анализируемой газовой смеси и размещенный в корпусе чувствительный элемент, отличающийся тем, что корпус выполнен из теплопроводного материала и снабжен нагревателем, чувствительный элемент состоит из рабочего проводника, содержащего палладий, и компенсационного проводника, содержащего платину, рабочий и компенсационный проводники соединены между собой посредством электрического контакта, а периферийные части рабочего и компенсационного проводников снабжены выводящими электрическими контактами.
2. Анализатор водорода по п.1, отличающийся тем, что рабочий проводник дополнительно содержит серебро.
3. Анализатор водорода по п.2, отличающийся тем, что компенсационный проводник дополнительно содержит иридий.
4. Анализатор водорода по п.3, отличающийся тем, что компенсационный проводник выполнен с покрытием из термостойкого электроизоляционного материала.
5. Анализатор водорода по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рабочий и компенсационный проводники выполнены с одинаковыми геометрическими размерами.
6. Анализатор водорода по п.5, отличающийся тем, что рабочий и компенсационный проводники выполнены в форме спиралей.
7. Анализатор водорода по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что корпус выполнен металлическим.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102427/20U RU17987U1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Анализатор водорода в газовых смесях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102427/20U RU17987U1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Анализатор водорода в газовых смесях |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU17987U1 true RU17987U1 (ru) | 2001-05-10 |
Family
ID=48277909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001102427/20U RU17987U1 (ru) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Анализатор водорода в газовых смесях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU17987U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290630C1 (ru) * | 2005-04-27 | 2006-12-27 | Владимир Васильевич Берцев | Анализатор для селективного определения водорода в несодержащих кислород газах |
| RU2350932C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-03-27 | Государственное учреждение Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения водорода в сплавах алюминия |
| RU2488107C2 (ru) * | 2009-05-13 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" | Кулонометрическая электролитическая ячейка |
-
2001
- 2001-01-30 RU RU2001102427/20U patent/RU17987U1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290630C1 (ru) * | 2005-04-27 | 2006-12-27 | Владимир Васильевич Берцев | Анализатор для селективного определения водорода в несодержащих кислород газах |
| RU2350932C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-03-27 | Государственное учреждение Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения водорода в сплавах алюминия |
| RU2488107C2 (ru) * | 2009-05-13 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" | Кулонометрическая электролитическая ячейка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4584867A (en) | Device for selectively determining the components of gas mixtures by means of a gas sensor | |
| US3546086A (en) | Device for oxygen measurement | |
| CN102597756B (zh) | 包括一体支撑结构的可燃气体传感器以及具有多个活性元件的可燃气体传感器 | |
| US3607084A (en) | Combustible gas measurement | |
| EP0153661A2 (en) | Temperature probe | |
| CA1084298A (en) | Gas monitoring method and apparatus therefor | |
| CN101655472B (zh) | 一种用于热导式气体检测的恒温绝热系统 | |
| JPS6122260B2 (ru) | ||
| US4298574A (en) | Hydrogen gas detector | |
| TW305023B (ru) | ||
| US4134818A (en) | Solid electrolyte sensor for monitoring combustibles in an oxygen containing environment | |
| RU17987U1 (ru) | Анализатор водорода в газовых смесях | |
| CN203216894U (zh) | 用于测量流体媒介中气体浓度和温度的探测器和测量设备 | |
| RU2242751C1 (ru) | Газоанализатор водорода | |
| US1715374A (en) | Electrical instrument | |
| JP2003501624A (ja) | 混合気中の水素濃度を測定する装置 | |
| US2631925A (en) | Apparatus for the continuous analysis of oxygen and hydrogen | |
| CN110261459B (zh) | 一种用于控制气氛中极低氧含量并测量其氧分压的装置 | |
| RU2099675C1 (ru) | Термометр сопротивления для измерения температур жидких и газообразных сред в трубопроводах | |
| US6467950B1 (en) | Device and method to measure mass loss rate of an electrically heated sample | |
| PL103051B1 (pl) | Urzadzenie do potencjometrycznej analizy gazow | |
| US4222900A (en) | Method of activating a palladium-silver alloy | |
| CN222379629U (zh) | 一种具有抗震性的气体传感器 | |
| JPS6158779B2 (ru) | ||
| RU58703U1 (ru) | Термопреобразователь сопротивления |