Способ создания эталонных концентраций

 

Изобретение относится к способам создания эталонных концентраций пробного газа и позволяет расширить диапазон создаваемых концентраций и повысить их точность. Заправляют корпус контрольной течи пробным газом 100%-ной концентрации. На выходе капилляра контрольной течи устанавливают насадок и отбирают из него пробу газа на расстоянии L от среза , капилляра, соответствующем созданию требуемой концентрации ,94 10 3х xQL/Ujj Afi R2 , где Q - поток газа через капилляр; Ufl - средняя арифметичес-. кая скорость молекул; fl - средняя длина свободного пробега молекул; R - радиус канала насадка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

COOS COBETCHHX

ОФЦ

РЕСПУБЛИК,SU„„1651120

А1

@05 G 01 М 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С=294 ° 10 — д — -у

О, U % a R

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646823/28 (2 ) 06.02.89 (46) 23.05.91. Бка. В 19 (7 ) А.В. Третьяков, А.Ф. Нимолин и Б.В. Иванов (53). 620.165.29 (088.8) (56) ОСТ 92-1527-79 . (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭТАЛОННЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ (57) Изобретение относится к способам создания эталонных концентраций пробного газа и позволяет расширить диапазон создаваемых концентраИзобретение относится:к испыта-. тельной технике, в частности к спосо.бам создания эталонных концентраций пробного газа при тестировании систем испытаний на герметичность с испсаьзованием масс-спектрометрических течеискателей.

Цель изобретения — расширение диапазона создаваемых концентраций и повышение точности путем обеспечения градиента концентраций в канале насадка при одном значении концентрации газа в корпусе, а также исключение погрешности создания заданной концентрации смеси.

На фиг.1 показана схема реализации способа; на фиг,2 — закон распределения концентрации по длине канала при различных радиусах; на фиг.3то же, до отбора пробы (а) и во время отбора пробы (Ъ).

Способ создания эталонных концентраций реализуется следующим образом.

2 ций и повысить их точность. Заправляют корпус контрольной течи пробньи газом 1007.-ной концентрации. На выходе капилляра контрольной течи устанавливают насадок и отбирают иэ не.го пробу газа на расстоянии L от среза капилляра, соответствующем созданию требуемой концентрации С = 2,94 ° 10

gQL/О ГR, где Q — поток газа через капилляр; U †.средняя арифметическая скорость молекул; ф — средняя длина свободного пробега молекул;

R - радиус канала насадка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Корпус 1 контрольной течи предваРительно вакуумируют через штуцер 2 Ч» .додавлення 10 -10 мм рт.ст. и заправляют пробным газом, например гелием, до определенного давления, обеспечивая в корпусе 1 концентрацию пробного газа 1007. После этого на корпу- © се 1 на выходе капилляра 3 укреппяется насадок 4, в перфорацию 5 которого вводится игла 6 Льюэра, связанная Ю с входом отградуированного по кон- (, ) центрации течеиска геля. Требуемую концентрацию за счет. существования стабильного градиента концентраций по длине насадка получают в различных точках канала насадка 4 в соответствии с зависимостью где Ч вЂ” поток. контрольного газа через капилляр;

1651120

С учетом

U а

D---U

$ =nR получают

dN 2,94 ° 10 QN g, Фl аК Я-U A R2". (6) dC dN 100 !

dZ dZ N1 откуда

M = D — S

dP

dZ (2) 3

q =D — S)

45

50 (} ° N

Я (а»

1,02 10 (4) 55

dN 0 98 ° 10 N4

-5

ЙЕ DS (5), средняя арифметическая скорость молекул; средняя длина свободного пробега, 5 радиус канала насадка; текущая длина насадка.

Использование насадка на выходе обеспечивает создание на выходе стабильного градиента концентрации по длине канала насадка, экспериментально определенного и удовлетворительно

1 аппроксимирующегося (с точностью 5%) приведенной зависимостью. Кроме того, заправка корпуса 100%-ной концентрацией пробного газа позволяет отказаться от предварительного пригOToB ления эталонной концентрации и получать любую из требуемых концентраций

-1 -б в широком диапазоне (1 ° 10 — 1 10 %) на определенных участках насадка, что существенно расширяет диапазон применения и точность создания концентрации °

Приведенная зависимость получена следующим образом.

На выходе капилляра происходит диффузия контрольного газа в канале насадка. Процесс диффузии является стационарным и описывается первым зако30 ном Фика: ( где М вЂ” массовый поток газа;

Р - коэффициент диффузии1

dР— градиен плотности; с1К

$ - площадь поперечного сечения.

1 М

С учетом q = -- получают ш

I где q - поток молекул газа;

dN

dZ — — градиент объемной концентрации .

В свою очередь где N< - число Лошмидта.

Из (3) и (4) получают

Для градиента концентрации контрольного газа верна зависимость

2 94 ° 10-з Я (7)

dC

dZ ° U ЭпК2 ) а из чего вытекает приведенная зависимость (1) .

В месте отбора пробы возникают . два встречных потока газа q < и q концентрация пробного газа в которых за время отбора пробы изменяется в соответствии с основным законом распределения по длине патрубка. Так, за время отбора пробы концентрация пробного газа в потоке q1 уменьшается, а в потоке о — увелйчивается (левая и и правая части фиг.Зв).

При этом величина концентрации С, при изменении общего закона распределения, вызванном внешним воздействием, останется неизменной и соответствующей концентрации С> в месте отбора пробы по основному закону распредел ения .

Формула изобр ет ения

1. Способ создания эталонных концентраций пробного газа, путем заполнения объема корпуса контрольной течи газом, содержащим пробный. газ, и отбор пробы требуемой концентрации на выходе капилляра контрольной течи,. отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона создаваемых концентраций, отбор пробы осуществляют в канале насадка, установленного на выходе капилляра, на расстоянии L от среза капилляра, соответствующем созданию требуемой концентрации С пробного газа за счет его диффузии в канале насадка.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью повы1651120 где шения точности, в качестве газа для заполнения обьема корпуса .контрольной течи используют пробный газ

100Х-ной концентрации, а расстояние

L определяют из соответствия

С - 2,94 ° 10 з †д —у

U %«R

Ч вЂ” поток газа через капилляр;

U — средняя арифметическая ско4 рость молекул; — средняя длина свободного пробега мслекул;

R — радиус канала насадка.

Фиг.2

1651120 составитель Л. Пилишкина

Редактор А. Шандор Техред С.Мигунова Корректор М. Самборская

Заказ 1601

Тираж 366

Подписное

ЦНИИПИ Государственного к мнтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, И < ква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 1