[go: up one dir, main page]

RU2583872C1 - Hygrometer - Google Patents

Hygrometer Download PDF

Info

Publication number
RU2583872C1
RU2583872C1 RU2015109361/28A RU2015109361A RU2583872C1 RU 2583872 C1 RU2583872 C1 RU 2583872C1 RU 2015109361/28 A RU2015109361/28 A RU 2015109361/28A RU 2015109361 A RU2015109361 A RU 2015109361A RU 2583872 C1 RU2583872 C1 RU 2583872C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hygrometer
coulometric cell
cell
coulometric
gas
Prior art date
Application number
RU2015109361/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Пирог
Илья Александрович Кондратьев
Виктор Леонидович Носенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА")
Priority to RU2015109361/28A priority Critical patent/RU2583872C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583872C1 publication Critical patent/RU2583872C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: invention relates to analytical instrument making and can be used in making hygrometers employing coulometric cell for measurement of volume fraction of moisture (MVF). Humidity indicator includes unit for generating gas stream and coulometric cell. In order to increase service life of hygrometer analysed gas can be supplied both from working part, and from side of coulometric cell control part.
EFFECT: longer service life of hygrometer.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в устройстве гигрометров, применяющих кулонометрическую ячейку для измерения объемной доли влаги (ОДВ).The invention relates to the field of analytical instrumentation and can be used in the device of hygrometers using a coulometric cell to measure the volume fraction of moisture (EFA).

Известен способ включения в работу кулонометрической ячейки (патент №2498285, кл. G01N 27/07), применяемой в кулонометрических гигрометрах, состоящей из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса.A known method of incorporating a coulometric cell (patent No. 2498285, class G01N 27/07) used in coulometric hygrometers, consisting of two parts: working and control, located in the inner channel of the glass case.

Известен гигрометр (патент №2413935, кл. G01N 27/07), содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, кулонометрическую ячейку, состоящую из двух частей: рабочей и контрольной, расположенных друг за другом в стеклянном корпусе, соотношение длин контрольной и рабочей не менее 1/3.A known hygrometer (patent No. 2413935, class G01N 27/07) containing a sensor including a flow forming unit with a gas flow stabilizer, coulometric cell, consisting of two parts: working and control, located one after another in a glass case, the ratio of the lengths of the control and working at least 1/3.

Вся внутренняя поверхность в стеклянном корпусе покрыта тонким слоем частично гидратированной пятиокиси фосфора, активно поглощающей влагу из проходящего анализируемого газа.The entire inner surface in the glass case is covered with a thin layer of partially hydrated phosphorus pentoxide, actively absorbing moisture from the passing analyzed gas.

Влага, содержащаяся в анализируемом газе, подается на рабочую часть, затем на контрольную часть, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения от источника постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрической ячейки, подвергается электролизу. Суммарный ток электролиза влаги рабочей и контрольной частей кулонометрической ячейки при постоянном расходе газа пропорционален объемной доле влаги, содержащейся в анализируемом газе ( B H 2 O )

Figure 00000001
и определяемой по формуле 1:The moisture contained in the analyzed gas is supplied to the working part, then to the control part, is absorbed by the sorbent film and undergoes electrolysis under the influence of a voltage from a direct current source applied to the electrodes of the coulometric cell. The total moisture electrolysis current of the working and control parts of the coulometric cell at a constant gas flow rate is proportional to the volume fraction of moisture contained in the analyzed gas ( B H 2 O )
Figure 00000001
and determined by the formula 1:

Figure 00000002
Figure 00000002

где B H 2 O

Figure 00000003
- объемная доля влаги в анализируемом газе;Where B H 2 O
Figure 00000003
- volume fraction of moisture in the analyzed gas;

Э H 2 O

Figure 00000004
- электрохимический эквивалент воды; E H 2 O
Figure 00000004
- electrochemical equivalent of water;

Q - расход газа;Q is the gas flow rate;

I0 - суммарный ток электролиза влаги рабочей и контрольной частей кулонометрической ячейки.I 0 is the total moisture electrolysis current of the working and control parts of the coulometric cell.

Недостатком данного гигрометра является то, что срок службы кулонометрической ячейки зависит от концентрации ОДВ в анализированном газе. Плотность электролиза на первых витках ячейки будет намного выше, чем во всей ячейке, что ведет к нагреванию начального участка ячейки и появлению перемычек между электродами.The disadvantage of this hygrometer is that the service life of the coulometric cell depends on the concentration of the EFA in the analyzed gas. The electrolysis density in the first turns of the cell will be much higher than in the whole cell, which leads to heating of the initial section of the cell and the appearance of jumpers between the electrodes.

Поставленная цель увеличения срока службы кулонометрической ячейки достигается тем, что в зависимости от содержания ОДВ анализируемый газ может подаваться как со стороны рабочей части кулонометрической ячейки при измерении малых концентраций ОДВ до 100 млн-1, так и со стороны контрольной части при измерении концентраций более 100 млн-1.The goal of increasing the life of coulometric cell is achieved in that depending on the content of the EFA sample gas may be supplied both from the working part of coulometric cell in the measurement of small concentrations of EFA -1 to 100 million, and by the control portion when measuring a concentration of 100 million -1 .

На фиг. 1 изображено схематически устройство гигрометра с блоком формирования газового потока и кулонометрической ячейкой.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a hygrometer device with a gas flow forming unit and a coulometric cell.

Блок формирования гигрометра включает в себя: 1 входной штуцер для подачи анализируемого газа менее 100 млн-1 ОДВ, 2 сопротивление пневматическое, 3 стабилизатор давления в линии "до себя", 4 сопротивление пневматическое, 5 кулонометрическая ячейка, 6 выходной штуцер анализируемого газа (байпас), 7 электрический измеритель расхода газа, 8 блок комбинированный, 9 стабилизатор давления в линии "до себя", 10 сопротивление пневматическое, 11 штуцер для подачи анализируемого газа с содержанием ОДВ более 100 млн-1.The hygrometer forming unit includes: 1 inlet fitting for supplying the analyzed gas of less than 100 ppm -1 ODV, 2 pneumatic resistance, 3 upstream pressure stabilizer, 4 pneumatic resistance, 5 coulometric cell, 6 analyzed gas outlet fitting (bypass ), 7 an electric gas flow meter, 8 combined unit, 9 pressure regulator in the line "to yourself", 10 pneumatic resistance, 11 fitting for the supply of the analyzed gas with an EFA content of more than 100 million -1 .

При измерении ОДВ до 100 млн-1 анализируемый газ под давлением подается на штуцер 1 гигрометра, проходит через сопротивление пневматическое 2 и разделяется на два потока - байпасный поток и поток через кулонометрическую ячейку. В точке разделения потоков давление поддерживается постоянным с помощью стабилизатора давления газа в линии "до себя" 3. Дозируемый поток газа проходит через сопротивление пневматическое 4, поступает на рабочую часть l

Figure 00000005
, а затем на контрольную часть l e
Figure 00000006
кулонометрической ячейки, в это время напряжение, подаваемое с блока комбинированного 8 на электроды кулонометрической ячейки, одинаковое, и они работают в одном режиме полного поглощения ОДВ, далее анализируемый газ поступает на электронный измеритель расхода газа 7, который определяет своей полярностью выходного сигнала, подаваемого в блок комбинированный, направление движения анализируемого газа, далее анализируемый газ через сопротивление пневматическое 10 поступает на штуцер 11.When measuring the EFA to 100 million -1 analyzed gas under pressure is supplied to nozzle 1 hygrometer, air passes through the resistance 2 and split into two streams - the bypass flow and flow through coulometric cell. At the point of separation of the flows, the pressure is maintained constant with the help of a gas pressure stabilizer in the line "to yourself" 3. The dosed gas flow passes through the pneumatic resistance 4, enters the working part l
Figure 00000005
and then to the control part l e
Figure 00000006
coulometric cell, at this time the voltage supplied from the combined 8 unit to the electrodes of the coulometric cell is the same, and they operate in the same mode of complete absorption of the EFA, then the analyzed gas is fed to the electronic gas flow meter 7, which determines by its polarity the output signal supplied to combined block, the direction of movement of the analyzed gas, then the analyzed gas through the pneumatic resistance 10 is supplied to the fitting 11.

При подаче анализируемого газа на штуцер 1 гигрометра стабилизатор давления в линии "до себя" 9 закрыт, т.к. давление на входе стабилизатора близко к атмосферному.When applying the analyzed gas to the nozzle 1 of the hygrometer, the pressure stabilizer in the line "to yourself" 9 is closed, because pressure at the inlet of the stabilizer is close to atmospheric.

При измерении ОДВ более 100 млн-1 анализируемый газ под давлением подается на штуцер 11 гигрометра, проходит через сопротивление пневматическое 10 и разделяется на два потока - байпасный и поток через кулонометрическую ячейку. В точке разделения потоков давление поддерживается постоянным с помощью стабилизатора давления в линии "до себя" 9. Дозируемый поток поступает на электронный измеритель расхода газа 7, который поменяет свою полярность выходного сигнала, подаваемый в блок комбинированный 8. По изменению полярности сигнала электронного измерителя расхода газа в комбинированном блоке изменится величина напряжения, подаваемого на электроды кулонометрической ячейки, причем на рабочую часть подается большее напряжение, а на контрольную часть меньшее. Приращение тока в рабочей и контрольной частях кулонометрической ячейки определяется по формуле 2:When measured over 100 million EFA -1 analyzed pressurized gas supplied to the nozzle 11 hygrometer, air passes through the resistance 10 and is split into two streams - the bypass flow through and the coulometric cell. At the point of separation of the flows, the pressure is maintained constant using the pressure stabilizer in the line "to yourself" 9. The metered flow enters the electronic gas flow meter 7, which changes its polarity of the output signal supplied to the combined unit 8. By changing the polarity of the signal of the electronic gas flow meter in the combined unit, the voltage applied to the electrodes of the coulometric cell will change, with more voltage being applied to the working part and less voltage being applied to the control part. The current increment in the working and control parts of the coulometric cell is determined by the formula 2:

Figure 00000007
Figure 00000007

где ΔI - приращение тока кулонометрической ячейки на участке Δх;where ΔI is the increment of the current coulometric cell in the area Δx;

U - напряжение, приложенное к рабочей и контрольной частям ячейки;U is the voltage applied to the working and control parts of the cell;

q - коэффициент, характеризующий геометрию ячейки;q is the coefficient characterizing the geometry of the cell;

σ - удельная проводимость.σ is the specific conductivity.

В контрольной части будет уменьшена поглощаемость влаги, а в рабочей части поглощаемость влаги будет увеличена. В результате этого будет выполнено условие практически полного поглощения влаги кулонометрической ячейкой. Ввиду того, что поглощаемость в контрольной части кулонометрической ячейки уменьшается, и, соответственно, уменьшается ток электролиза. Следовательно, контрольная часть кулонометрической ячейки будет меньше нагревателя, и не будут образовываться перемычки между электродами, далее анализируемый газ через сопротивления пневматическое 4 и 2 поступает на штуцер 1. При подаче анализируемого газа на штуцер 11 гигрометра стабилизатор давления в линии "до себя" 3 закрыт, т.к. давление на входе стабилизатора близко к атмосферному.In the control part, moisture absorption will be reduced, and in the working part, moisture absorption will be increased. As a result of this, the condition of almost complete absorption of moisture by the coulometric cell will be fulfilled. Due to the fact that the absorption in the control part of the coulometric cell decreases, and, accordingly, the electrolysis current decreases. Therefore, the control part of the coulometric cell will be smaller than the heater, and jumpers between the electrodes will not form, then the analyzed gas through pneumatic resistances 4 and 2 goes to the nozzle 1. When the analyzed gas is fed to the nozzle 11 of the hygrometer, the pressure regulator in the “to itself” line 3 is closed because pressure at the inlet of the stabilizer is close to atmospheric.

Claims (1)

Гигрометр, содержащий блок формирования газового потока с кулонометрической ячейкой, отличающийся тем, что с целью увеличения срока службы гигрометра анализируемый газ может подаваться как со стороны рабочей части, так и со стороны контрольной части кулонометрической ячейки. A hygrometer comprising a gas flow forming unit with a coulometric cell, characterized in that, in order to increase the life of the hygrometer, the analyzed gas can be supplied both from the side of the working part and from the control part of the coulometric cell.
RU2015109361/28A 2015-03-17 2015-03-17 Hygrometer RU2583872C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109361/28A RU2583872C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Hygrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109361/28A RU2583872C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Hygrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2583872C1 true RU2583872C1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55960230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109361/28A RU2583872C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Hygrometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583872C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652656C1 (en) * 2017-06-29 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer
RU2771917C1 (en) * 2021-05-11 2022-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340541A (en) * 1993-03-05 1994-08-23 Eli Lilly And Company Automated Karl Fischer titration apparatus and method
RU2413935C1 (en) * 2009-07-14 2011-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Humidity indicator
RU2498285C1 (en) * 2012-03-01 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Method of putting coulometric cell into operation
RU2498288C2 (en) * 2012-02-07 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Method of controlling filling of coulometric sensitive element with sorbent

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340541A (en) * 1993-03-05 1994-08-23 Eli Lilly And Company Automated Karl Fischer titration apparatus and method
RU2413935C1 (en) * 2009-07-14 2011-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Humidity indicator
RU2498288C2 (en) * 2012-02-07 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Method of controlling filling of coulometric sensitive element with sorbent
RU2498285C1 (en) * 2012-03-01 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" Method of putting coulometric cell into operation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652656C1 (en) * 2017-06-29 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer
RU2771917C1 (en) * 2021-05-11 2022-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer
RU2798330C1 (en) * 2022-12-16 2023-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer
RU2812803C1 (en) * 2023-07-06 2024-02-02 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Hygrometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023075B2 (en) Method and apparatus for measuring respiratory alcohol concentration
US3621381A (en) Coulometric system having compensation for temperature induced viscosity changes
Wang et al. Measurement of electroosmotic flow in capillary and microchip electrophoresis
CN106461592B (en) Gas component concentration measuring device and method for measuring gas component concentration
US20180292345A1 (en) Method and device for measuring concentration of substance in fluid
RU2413935C1 (en) Humidity indicator
US3526577A (en) Method and apparatus for gas measurement
WO2020163099A3 (en) Measurement techniques for semiconductor nanowire-based sensors and related methods
RU2583872C1 (en) Hygrometer
Boylan et al. Characterization and mitigation of water vapor effects in the measurement of ozone by chemiluminescence with nitric oxide
KR20100104412A (en) Portable electronic nose system
RU2498285C1 (en) Method of putting coulometric cell into operation
von Jasmund et al. Assessment of ammonia sensors and photoacoustic measurement systems using a gas calibration unit
RU2798330C1 (en) Hygrometer
US10663396B2 (en) Refrigerant analyzer and a method of using the same
RU2808098C1 (en) Device for measuring gas flow
KR102330982B1 (en) Breath alcohol analyzer with exhalation temperature measurement function
RU2788669C1 (en) Coulometric cell
RU2587527C1 (en) Hygrometer
RU2571451C1 (en) Gas microchromatograph for analysis of organic and inorganic substances
RU2587519C2 (en) Hygrometer
RU2589516C1 (en) Hygrometer
JP7117009B2 (en) GAS MEASURING DEVICE, GAS MEASURING METHOD AND PROGRAM
Tůma et al. A capillary electrophoresis conductometric detector based on measurement of the conductivity of a plastic hydrophilic strip
US20050272167A1 (en) Methods and systems for detecting hydrogen