196662. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés levegő és egyéb gázelegyek folyadékban oldható gázkomponenseinek meghatározására
1 196 662 2 automatikája (7), az einyelctő cellához (3) sóoldaton keresztül elektromosan kapcsolódó referencia elektródot (I3) tartalmazó referencia cellája (12), továbbá az ionszelektív elektródhoz (3) csatlakozó, a töltő cs ürítő automatika, a gázminta adagoló (2) vezérlésére, ionszelektív elektród (3) jelének feldolgozására alkalmas vezérlő egysége (8), továbbá az ionszelektív elektródhoz (3), vagy a vezérlő egységhez (8) csatlakozó adattárolója (9) cs/vagy digitális kijelzője (I0) és/vagy határérték kapcsolója (11) van. A találmány tárgya mérési eljárás és az eljárást megvalósító berendezés, amelynek segítségével levegő és egyéb gázelcgyek folyadékban — elsősorban vízben - oldható gázkomponensei automatikusan meghatározhatók. A levegő - a természetben legnagyobb mennyiségben előforduló gáz, melynek kvantitatív és kvalitatív analízise gyakorta szükséges - emberi szervezetre káros gáztartalma (HC1, Nil,, S02, Cl,) különösen ipartelepek közelében tág határok között mozoghat. A káros gázkoncentráció meghatározása az esetek döntő többségében kézi módszerrel - levegő mintavétellel és az azt követő helyszíni, ill. laboratóriumi elemzéssel történik. A módszer fő hátránya, hogy a mérési adatok csak későbbi időpontban állnak rendelkezésre és a folyamatos többhetes ellenőrzés általában nem megoldható. A kereskedelmi forgalomban kapható ugyan néhány automatikus gázanalízátor - pl. Braun Lübbe, Maihak - ezek elterjedését azonban magas áruk és bonyolultságuk korlátozza. A találmány célja olyan eljárás és ezt megvalósító berendezés kidolgozása, amely lehetővé teszi a levegő és egyéb gázok gázkomponcnscinck folyamatos és automatikus meghatározását, ezzel elősegítve környezetvédelmi és technológiai szabályozási feladatok megoldását. A találmány alapja az a felismerés, hogy a levegő bői adott összetételű oldaton átbuborékoltatva az oldható komponensek kioldódnak és az oldott reagenssel reakcióba lépnek. A reakció végpontja kolori metriás, potenciometriás stb. módszerekkel kerül detektálásra az „egypont” titrálás módszerét alkalmazva. Az „egypont” titrálás módszere azt jelenti, hogy a levegő átbuborékoltatását az oldaton addig folytatjuk, amíg az oldalba helyezett elektrokémiai, optikai, elektromos, vagy elektromágneses érzékclö(k) adott clektródpolcnciái, abszorbcncia, vezetőképesség stb. értéket mutat. A fenti eljárásból következik, hogy annak automatizálása esetén a mérési idő reciproka egyenesen arányos a levegő vizsgált gázkom poncnsénck koncentrációjával, továbbá nagyobb szennyezettség cselén az elemzési gyakoriság automatikusan növekszik. Az eljárás másik sajátossága, hogy a levegő átáramoltatását olyan elektromotoros erő, abszorbencia, elektromágneses térerő stb. értékeknél állítjuk be, melynél a meghatározandó gázkomponens éppen sztöchiometriai ekvivalenciában van az elnyelő oldat reagens tartalmával, a végpont közelében jelentkező nagymértékű jclváltozás feleslegessé teszi az érzékelőik) gyakori kalibrálását. Az érzékelő kalibrálását, ill. a végpont (egypont) beállítását az érzékelő sztöchiometriai ekvivalenciapontig „titrált” oldatba történő helyezésével határozhatjuk meg. A találmány tárgya: eljárás gázelegyck folyadékban oldódó komponenseinek mennyiségi meghatározására, a mérendő gázelegy ismert összetételű és mennyiségű elnyclető oldalon való átvezetésével, az oldatban elhelyezett ionszelektív elektród segítségével, amelynek során mérjük a gázelegy térfogati sebességét és a sztöchiometriai ekvivalencia ponthoz tartozó jclszint eléréséhez szükséges időt, amelynek segítségével számítjuk a gázelegy oldott komponenseinek a mérési időre vonatkoztatott átlag koncentrációját. Előnyös hatást érünk el, ha a sztöchiometriai ekvivalencia ponthoz tartozó érzékelő jclszint megválasztását a jel-idő függvény meghatározott vagy szélső értekénél, vagy az előbbi függvény megfelelő fokú deriváltjának szélső értékénél végezzük. További előnyös hatást érünk el, ha az előzetesen kiválasztott jelszint elérése után szabályozható automatikus egységek segítségével a gázelegy oldaton való átvezetését leállítjuk, az elhasznált einyelctő oldat helyére ismételten ismert összetételű és mennyiségű oldatot juttatunk és a gázclcgynck az új oldaton való átvezetésével a mérési ciklust újra indítjuk. A találmány szerinti eljárást példákban ismertetjük közelebbről: /. példa Levegő sósavtartalmának meghatározása Ezüst ion szelektív elektródot és referencia elektródot ezüslkloriddal (AgCI) telített vizes oldatba merítünk és feljegyezzük az elektródok közti potenciál különbséget (Ae). Az elektródokat ezután ismert mennyiségű és koncentrációjú (előnyösen 10—50 ml 10~3 mó!/l koncentrációjú ezüstnitrát oldatba merítjük és megindítjuk a levegő buborékoltaté.sát az oldaton keresztül, úgy, hogy a levegő térfogatáramát előnyösen 0,5—2 l/pcrc közötti értéknek választjuk. Az clnycletés során, amikor az elektródok közti potenciálkülönbség AE értéke elérte a végponthoz tartozó értéket, leállítjuk a levegőztetést. A levegőztetési időből a levegő átlagos sósavtartalma a mérési időre vonatkoztatva az alábbi képlettel számítható: I C = K- t ahol C = a levegő átlagos HC1 koncentrációja (mg/m3) K = a készülék-állandó (mg sec/m3) - Értéke az AgNO.3 oldat mennyiségéből, koncentrációjából és a MCI elnyelés hatásfokából számítható. t = mérési idő (sec). 2. példa Levegő savas szennyezőinek meghatározása A levegő tipikus savas szennyezői a kéndioxid, kéntrioxid és a nitrogénoxidok. Ezen szennyezők együttes meghatározása savasság egyenériék formájában lehetséges az I. alkalmazási példa, módosításával. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
