ГАЗОВЫЙ АНАЛИЗАТОР

Полезная модель относится к устройствам аналитического приборостроения и
может быть использована в качестве хроматографического устройства в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других областях для измерения содержания микропримесей.
Известен хроматограф (авт. св-во СССР № 1245999 МПК G01N 30/90), используемый для анализа компонентного состава газовых смесей, состоящий из термостата с размещенными в нем детектором и разделительной колонкой и размещенным вне термостата корректором влияния параметров окружающей среды, который поддерживает постоянной плотность анализируемого продукта или изменение температуры окружающей среды. Данный газовый хроматограф имеет змеевик, находящийся в тепловом контакте с управляющей камерой повторителя.
Недостатком данного хроматографа является его сложность, поскольку только корректор включает более десятка деталей. Работа корректора требует два источника сжатого воздуха.
Известен также хроматограф (авт. св-во СССР № 1430882 МПК G01N 30/88), состоящий из детектора измерительной системы, устройства повыщения чувствительности в виде канала регистрации, канала коррекции, корректора дрейфа и опорного генератора, которые в свою очередь содержат значительное количество радиотехнических устройств и элементов. Данный хроматограф содержит также два усилителя, два фильтра низкой частоты, формирователь команды управления корректором базисного сигнала, фильтр низкой частоты с переключателем полосы пропускания и опорный генератор. В состав данного хроматографа входят несколько переключателей: диапазонов и полярностей, полосы пропускания.
Недостатками данного хроматографа являются его сложность и громоздкость.
Известен хроматограф ХГ-1Г Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Москва 1988, который состоит из программатора анализа, газового блока, блока детекторов, блока программирования температуры, регистраторов, генератора водорода, силового блока.
Недостатками данного прибора является наличие пневматического привода кранов-переключателей 3 газовых потоков, что требует больщого расхода воздуха. Наличие генератора водорода требует сложного обслуживания. И экологически прибор несоверщенен, поскольку продукты работы генератора водорода требуют специальной
МПК: G 01 N 30/88
утилизации. Кроме того время анализа - 130 сек не может удовлетворить качества исследований в процессе бурения скважин, поскольку недостаток информации в связи с замедленностью процесса не позволяет сделать точный и объективный вывод о продуктивности исследуемого разреза.
Наиболее близким аналогом к заявляемому решению является газовый анализатор фирмы GEOCERVICES инструкция по эксплуатации газового анализатора CHROMATOLOGGER фирмы GEOCERVICES 1980 г., который имеет газовую систему, детектор, термостат, блок управления и блок обработки сигналов.
. Однако данный хроматограф имеет недостаточное быстродействие - цикл измерения 300 сек, что приводит, как и в предыдущем случае к неудовлетворительным результатам анализа.
Задача заявляемого устройства - устранение недостатка в быстродействии при упрощении и повышении надежности заявляемого прибора.
Сущность заявляемого решения заключается в том, что в газовом анализаторе, включающем газовую систему в виде блока подготовки воздуха, переключателей газовых потоков, и элемента отбора проб - Дозы, блок колонок, блок детектирования, термостат, блок управления и обработки сигналов, блок колонок выполнен в виде поглотительной и ряда параллельно соединенных разделительных колонок, блок детектирования содержит ряд газовых детекторов, число которых соответствует числу разделительных колонок, причем блок подготовки воздуха, элемент отбора проб - доза, блоки колонок и детектирования помещены в термостат.
Кроме того заявляются варианты модификации и усоверщенствования данного газового анализатора: выполнение переключателей в виде электромагнитных клапанов, число которых равно пяти; число колонок в разделительном блоке - три.
Кроме того наилучшим выполнением заявляемого устройства является применение микропроцессорного устройства в качестве блока управления и обработки сигналов.
Газовый анализатор представлен на чертеже , где позиции 1-14 блоки и элементы: 1 - вход воздуха;
2-блок подготовки воздуха;
3-электромагнитный клапан;
4-элемент отбора проб - доза;
7-вход газовой линии;
8-насос;
9-устройство ввода вручную;
10-сброс в атмосферу; 11 - термостат;
12-газовый детектор;
13-блок управления и обработки сигналов;
14-блок питания;
Стрелками обозначено соединение с блоком управления и обработки сигналов других блоков и элементов.
Работа газового анализатора осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии электромагнитные клапаны 3 обесточены. В этом случае газовая смесь из входа газовой линии 7 прокачивается насосом 8 через элемент отбора проб - дозу 4 и выбрасывается в атмосферу 10, или вводится щприцем в устройство ввода вручную 9 и содержится в элементе отбора проб - дозе 4. Газноситель из блока подготовки воздуха 2 подается на поглотительную колонку 6 и выходит через сброс в атмосферу 10, а также поступает в разделительные колонки 5,  далее на газовые детекторы 12 и также через сброс в атмосферу 10.
По сигналу блока управления и обработки сигналов 13 на электромагнитные клапаны 3 подается напряжение и они переключаются. В данном положении газовая смесь, находящаяся в элементе отбора проб - дозе 4, подается газом-носителем через поглотительную колонку 6 на разделительные колонки 5, далее в газовые детекто|)ы 12 и на сброс в атмосферу 10.
По истечении времени, соответствующего прохождению через поглотительную колонку 6 анализируемых компонентов газовой смеси (от 10 до 30 сек в зависимости от выбранного цикла), по сигналу блока управления и обработки сигнала 13 с электромагнитных клапанов 3 снимается напряжение и производится их переключение в исходное положение. В этом положении, соответствующем режиму анализ, оставшиеся в поглотительной колонке компоненты вьщуваются из нее газом-носителем для дальнейшего разделения в разделительные колонки 5 и далее через газовые детекторы 12 в атмосферу.
Разделенные в разделительных колонках 5 компоненты, попадая в детекторы 12 и, проходя через полости чувствительных элементов газовых детекторов взаимодействуют с их нагретой поверхностью, изменяя электрические свойства
чувствительных элементов тем больше, чем больше концентрация компонентов. Электрические сигналы чз ствительных элементов в виде пиков, площадь которых пропорциональна содержанию компонентов (хроматограмма) подаются на измеритель блока управления и обработки сигнала, где преобразуются в цифровые значения, которые записываются в память, обрабатываются и выводятся в ПЭВМ в виде цифрового кода.
Кроме того, блок управления и обработки сигналов управляет термостатом 11. Управляюш;ие настройки вводятся в блок управления и обработки сигналов с помощью ПЭВМ и хранятся в энергонезависимой памяти. Блок питания 14 формирует напряжения, необходимые для работы газового анализатора.
Пример.
Заявляемое решение осуществлено в соответствии с вышеописанным. Использована в макетном образце конструкция, в которой - одна поглотительная и три разделительных колонки. Система перераспределения газовых потоков собрана на переключающих одноканальных электромагнитных клапанах. Количество последних пять. В качестве детектора применен датчик адсорбционно-полупроводникового типа. Давление на колонках 0,8 ATM. Управление работой газового анализатора и обработка  сигнала детектора осуществляется блоком управления и обработки сигналов.
Преимущества заявляемого газового анализатора демонстрирует таблица сравнения, в которой приведены технические эксплуатационные характеристики хроматографов, получивщих широкое распространение.
Сравнение основных характеристик хроматографов
Вывод: За короткое время выхода на рабочий режим, при времени рабочего цикла 90 сек. заявляемый газовый анализатор нозволяет производить анализ газовой смеси компонентов от Н2 до Сб+