Аэрозольно-оптический газоанализатор

Аэрозольно-оптический газоанализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, п 5468I2

Союз СоветскихСоциалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.08.74 (21) 2054891/25 (51) М. 1,л,:- G 01N 21 12 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (23) Приори,ет

Оиуоликоваио 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 03.03.77

153) УДК 543.422(088.8) (72) Авторы изобретения

М. Ф. Бродский и А. М. Дроби. (71) Заявитель (54) АЭРОЗОЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Известны аэрозольно-оптические устройства газоаиализа, содержащее реакционно-увлажияющую систему, через которую пропускают анализируемую газовую смесь, при этом контролируемый компонент образует аэрозоль, смесь увлажняется, а также детектор ядер конденсаций (1).

Однако такие устроиства обладают низкой точностью из-за осаждения укруине1шых частиц íà стенках входных трактов и oIITIIHåской кюветы.

Наиболее близким техническим решением является аэрозольио-оптический газоанализатор, содержащий источник света, оптическую кювету с оптическими окнами и отверстиями для входа и выхода пробы, реакционно-увла>княющую систему, ресивер, фильтр-осушитель, два управляемых по программе клапана, задатчик программы работы клапанов и систему регистрации электрических импульсов (2J.

В таком газоанализаторе напуск новой пробы в кювету осуществляется путем открывания входного тракта в кювету, что приводит к резкому перепаду давления во входных трактах, ири этом в пробе достигаются значительные пересыщения, часть аэрозолей иодверга ются укрупнению и инерционному осаждсишо на внутренних поверхностях d:Ioäиых трактов и кюветы. Это пр1.водит как к потере информации, так и к оыстрому изменению оптических свойств внутренних поверхностей оптической кюветы. Внутренние Iloверхности оптической кюветы, в частности оптические окошки, не защищены от агрессивных паров вещества реагента, которые находятся в пробе в значительных количествах, что также приводит к оыстрому измеиеншо оптических свойств к1оветы. Кроме того, пря10 мой и рассеянный световые потоки про одят в оптической кювете путь между оптическими окошками кюветы и ее активнои "îíîé сквозь рассеивающую среду, которая заполняет весь об.ьем кюветы.

15 С целью повышения точности изменения предлагаемый аэрозольно-опт 1чсский газоанализатор снаожен клапаном предельного расхода пробы, установленным между реакцHQHHQ увлажняющей системой и входным

20 отверстием кюветы, дросселем, отделяющем выходное отверстие кюветы от входа в ресивер, а оптическая кювета снабжена дополнительными отверстиями, одно из которы.; через управляемый клапан соединено с ресивсром, а остальные — через второй управляемый клапан с фильтро;I осушителем.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого газоанализатора; иа фиг. 2 — ц;1кл работы клапанов с указанием режимов p200TI>l газоаиали® затора, 546812

Газоанализатор включает в себя реакционно-увлажняющую систему 1, состоящую из узла 2 реагента и узла 3 увлажнителя, оптическую кювету 4 с оптическими окошками 5 и

6, источника света 7 и светоприемника 8, вакуумнасос 9 (побудитель расхода), ресивер

1(), фильтр-осушитель 11, два управляемых ио программе клапана 12 и 13 (например, электромагнитные), клапан 14 предельного расхода, диафрагму 15, систему управления работой клапанов и систему регистрации электрических импульсов (на чертеже не показаны).

3 стройство работает циклически. Цикл состоит из напуска новой пробы, расширения пробы, промывки кюветы сухим обеспылениым газом и уравнивания давления в кювете с давлением окружающей среды.

Смена режимов цикла обеспечивается открыванием и закрыванием управляемых клапанов 12 и 13 в последовательности, устанавливаемой системой управления их работы (фиг. 2).

Напуск новой пробы в кювету проводится прп закрытых управляемых клапанах, при этом поток проходит последовательно через реакционно-увлажняющую систему 1, клапан 4 предельного расхода, входное отверстие

16, активную зону 17 кюветы, выходное отверстие 18 и дроссель 15, на который приходится практически весь перепад давления в тракте. Клапан 14 предельного расхода, состоящий из корпуса 19 с входным и выходным отверстиями 20 и 21, кольца 22 и радиально растянутой эластичной мембраны 23, настраивается путем изменения растяжения мемораны таким образом, чтобы расход, устанавливаемый с помощью дросселя 15, был несколько меньше предельного, при котором клапан закрывается. Напуск ограничивают моментом, когда струйка тока новой пробы перекрывает активную зону 17 кюветы. - асширение пробы в объеме кюветы 4 начинается в момент открывания управляемого клапана 13, при этом выравнивается давление в кювете и ресивере 10 путем перетока части пробы из кюветы в ресивер через отверстие 24. В самом начале падения давления в оптической кювете скорость потока в зазоре между мембраной 23 и седлом 25 клапана предельного расхода повышается, снижая статический напор в зазоре. Мембрана притягивается к седлу и присасывается к выходному отверстию 21.

Дальнейшее расширение пробы осуществляется в замкнутом объеме кюветы 4, причем происходит укрупнение частиц, возрастание и интенсивности рассеянного ими света и формирование переднего фронта электрического импульса.

При открывании клапана 12 ресивер 10 замыкается на внешнюю среду через управляемый клапан 13, оптическую кювету 4, управляемый клапан 12 и фильтр-осушитель 11. Обеспыленный сухой воздух при большом перепаде давлений входит в кювету 4 через отверстия 24 и 26, омывая внутренние поверхности кюветы 4 (в том числе и оптических окошек

5 и 6), и вытесняя из кюветы 4 рассеивающую среду, что формирует задний фронт электрического импульса.

10 При закрывании клапана 13 уравнивается давление в кювете 4 с давлением окружающей среды. Благодаря своим упругим свойствам мембрана 23 открывает выходное отверстие 21. После этого клапан 12 перекрывает

1 входы 24 и 26, переводя кювету 4 в режим нагнетания.

Таким образом, в течение всего цикла большая часть внутренней поверхности оптической кюветы 4, включая поверхности оптических

2о окошек 5 и 6, не имеет непосредственного контакта с агрессивной средой анализируемой пробы; в момент расширения прямой и рассеянный потоки света между оптическими окошками 5 и 6 и активной зоной 17 кюветы

25 4 распространяются в обеспыленной и, следовательно, не рассеивающей среде; напуск новой пробы осуществляется равномерно при малом и постоянном перепаде давлений во входных путях. Испытания показали, что точ3Q ность и чувствительность измерения повышается по сравненшо с известными образцами на порядок по уровню измеряемых концентраций.

Формула изобретения

Лэрозольно-оптический газоанализатор, содержащий источи к света, оптическую кювету с оптическими окнами и отверстиями для

40 входа и выхода пробы, реакционно-увлажняющую систему, ресивер, фильтр-осушитель, два управляемых по программе клапана, задатчик программы работы клапанов и систему регистрации электрических импульсов, о т45 лича ющийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен клапаном предельного расхода пробы, установленным между реакционно-увлажняющей системой и входным отверстием кюветы, дроссе50 лем, отделяющим выходное отверстие кюветы от входа в ресивер, а оптическая кювета снабжена дополнительными отверстиями, одно из которых через управляемый клапан соединено с ресивером, а остальные — через вто55 рой управляемый клапан с фильтром-осушителем.

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СШЛ № 2897059, кл. 23 †3, ® 1959 г.

2. Патент США № 3037421, кл. 356 — 207, 1962 г.

546812 гг

zs

2й

72! (,.! б < Нагнетание (арааи"

/ 1- uucmsw еуним еазом

1 7 (,l пере1негп д рае имлараеа

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель С. Соколова

Редактор Л. Попова Техред А. Галахова Корректор H. Аук

Заказ 244/12 Изд. ЛЪ 205 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 475