Способ градуировки и поверки анализаторов растворенного кислорода и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ цЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИРАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель ООО Антех (ВУ)(72) Автор Левин Адольф Самойлович (ВУ)(73) Патентообладатель ООО Антех (ВУ)1. Способ градуировки и поверки анализаторов растворенного кислорода, основанный на последовательном приготовлении образцовых растворов и определении в них содержания растворенного кислорода градуируемь 1 м или поверяемь 1 м анализатором с амперометрическим датчиком, закрытым проницаемой для кислорода мембраной, отличающийся тем, ЧТО в качестве образцовых применяют растворы дистиллированной воды с равновесной концентрацией растворенного кислорода в диапазоне от 0,2 до 45 мг/дмз, характеризуемой растворимостью кислорода в воде при постоянной температуре в диапазоне давлений от - 95 до 400 кПа, которые приготавливают под давлением или разрежением в закрытой установке, содержащей пневматически соединенные между собой рабочую камеру с погруженным в дистиллированную воду датчиком кислорода, ресивер с атмосферным воздухом, блоки компрессора, управления и перемешивания, в которой соотношение объема рабочей камеры, заполненной водой, и объема газовой фазы ресивера составляет 13,при заданном значении абсолютного давления воздуха в газовой фазе, которое контролируют по образцовым измерителям абсолютного давления, при постоянной температуре,непрерывном перемешивании воды и барботировании через воду потока воздуха из газовой фазы до получения в воде равновесной концентрации растворенного кислорода.2. Устройство для градуировки И поверки анализаторов растворенного кислорода, содержащее рабочую камеру с погруженным в Дистиллированную воду датчиком кислорода градуируемого или поверяемого анализатора, образцовые барометр, манометр и вакуумметр для контроля абсолютного давления воздуха в газовой фазе, блок управления с компрессором, мешалку для перемешивания воды, отличающееся тем, что содержит ресивер с атмосферным воздухом, барботер для насыщения воды кислородом воздуха из газовой фазы ресивера, контрольный термометр, при этом рабочая камера пневматически соединена через ресивер и блок управления с компрессором, а соотношение объема рабочей камеры, заполненной водой, и объема газовой фазы ресивера составляет 13.(56) Аманназаров А.А., Шарнопольский А.И. Методы и приборы для определения кислорода (газовый анализ). - М. Химия, 1988. - С. 120-127.Изобретение относится к метрологическому обеспечению газоаналитических приборов, преимущественно для градуировки и поверки амперометрических анализаторов растворенного кислорода с датчиком, закрытым проницаемой для кислорода мембраной,предназначенных для измерений растворенного кислорода в условиях окружающей природной среды и промышленного производства, например очистки сточных вод, технологических процессов теплоэнергетики, химической, пищевой и других отраслей промь 1 шленности.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа и упрощение устройства для осуществления с высокой точностью градуировки и поверки амперометрических датчиков и анализаторов растворенного кислорода на основе применения образцовых растворов, насыщенных кислородом воздуха в условиях заданных значений температуры и абсолютного давления в широком диапазоне давления (разрежения) анализируемой среды.Поставленная цель достигается способом приготовления растворов дистиллированной воды с равновесной концентрацией растворенного кислорода в диапазоне от 0,2 до 45 мг/дмз,характеризуемой растворимостью кислорода в воде при постоянной температуре в диапазоне давления от -95 до 400 кПа, которые приготавливают под давлением или разрежением в закрытой установке, содержащей пневматически соединенные между собой рабочую камеру с погруженным в дистиллированную воду датчиком кислорода, ресивер с атмосферным воздухом, блоки компрессора, управления и перемешивания, в которой соотношение объема рабочей камеры, заполненной водой, и объема газовой фазы ресивера составляет 13, при заданном значении абсолютного давления воздуха в газовой фазе,которое контролируют по образцовым измерителям абсолютного давления, при постоянной температуре, при непрерывном перемешивании воды и барботировании через воду потоков воздуха из газовой фазы до получения в воде равновесной концентрации растворенного кислорода.На чертеже изображена структурная схема установки, реализующей способ приготовления образцовых растворов, а также градуировки и поверки анализаторов растворенного кислорода.Установка содержит рабочую камеру 1 с погруженным в дистиллированную воду датчиком 2 градуируемого или поверяемого анализатора 12, образцовые барометр 7, мано 2Метр 8 И вакуумметр 9 для контроля абсолютного давления в газовой фазе, блок управления 5 с компрессором 4, мешалку 6 для перемешивания воды, ресивер 3 с атмосферным воздухом, барбометр 10 для насыщения воды кислородом воздуха из газовой фазы ресивера, контрольный термометр 11.Рабочая камера пневматически соединена через ресивер и блок управления с компрессором.Соотношение объема рабочей камеры, заполненной водой, и объемом ресивера составляет 13. Блоки установки обеспечивают поддержание в замкнутом объеме рабочей камеры и ресивера требуемых значений абсолютного давления воздуха в газовой фазе при постоянной температуре воды и непрерывном насыщении воды кислородом воздуха из газовой фазы.С помощью электропневматических клапанов К 1-К 6 осуществляется переключение режимов работы компрессора, обеспечивающего возможность приготовления в рабочей камере растворов дистиллированной воды, насыщаемых кислородом воздуха при заданном абсолютном давлении.Сущность градуировки и поверки анализаторов по предлагаемому способу заключается в том, что концентрация растворенного кислорода, фиксируемая градуируемым или поверяемь 1 м анализатором, сравнивается с концентрацией растворенного кислорода в воде,находящейся в закрытой рабочей камере с известным задаваемым значением абсолютного давления воздуха в газовой фазе, характеризующим концентрацию растворенного кислорода в поверяемой точке контроля.Пример реализации способа градуировки и поверки амперометрического датчика и анализатора растворенного кислорода в диапазоне концентраций от 0 до 30 мг/дмз 02 при температуре 20 С представлен в таблице.По заданному абсолютному давлению (Р) с учетом показаний барометра (Рбар) определяют требуемые значения Рман или Рвак в рабочей камере, которые необходимо установить компрессором по барометру или вакуумметру.Рман Р Рбар 7 Рвак (Рбар Точность отсчета давления характеризуется классом точности применяемых образцовых приборов (барометра, манометра и вакуумметра).В процессе градуировки (в примере контрольная точка 9,1 мг/дм 3) абсолютное давление (Р) равно атмосферному (Рбар) и отсчитывается по барометру. При этом с помощью органов управления поверяемого анализатора показания его устанавливаются с нулевой погрешностью.АТ Аде АТ АТ 9,1 мг/дм 3 , где Ат - концентрация растворенного кислорода при давлении Р, мг/дмз АТ 9,1 мг/ дм 3 - табличное значение растворимости кислорода в воде при 20 СВ процессе поверки в контрольных точка (в примере 4,55 18,2 27,3 мг/дмз) абсолютное давление (Р) для каждой из точек принято равным соответственно (0,5 Рбар, 2 Рбар, 3 Рбар).Основная абсолютная погрешность в поверяемой точке определяется из соотношения А Ат - Аир, гдеР АТ АТЮ Тмг/ дм 3 - концентрация кислорода при абсолютном давлении (Р)Р О,5 Рбр 49,3 кПа, т.е. Концентрация растворенного кислорода в воде рабочей камеры пропорциональна абсолютному давления в газовой фазе (воде), что И определяет сущность изобретения.Избыточное Абсшншное давление в РаЗЖеИе показа Основная авпение в в а чеи ка- ния Контроль рабщочей камере, рабочем Каме мде, устанав- поверяемого абсолютная Примечание,ная точка ре, уетанавли- ПОГРСШНОСТЬ,3 соответствующее ливаемое по анализатора, Рб 98,63 кПа АТ МГ/ДМ контрольной Ваемое По вакуумметру Ап мг/дмз А АГА точке Р, кПа МНОМУ РШ, кПа а р А МГ/ДМ 9,1 98,63 9,10 0 РРбар 4,55 49,32 18,20 197,26 98,63 17,90 -0,03 РР-Р 6,р 27,30 295,89 197,26 27,31 0,01 Р,Р-Р 6,Р1. Амманазаров А., Шарнопольский А.И. Методы и приборы для определения кислорода (газовый анализ). - М. Химия, 1998. - С. 120-127.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.