УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ СТРУИ ПЛАЗМЫ ПАРОЖИДКОСТНОГО ПЛАЗМОТРОНА

Полезная модель предназначена для использования в составе устройства, осуществляющего образование плазмы из паров рабочей жидкости с помощью дугового разряда и регистрацию излучения этой плазмы (получение спектрограмм) для последующего спектрального анализа излучения.
Известен парожидкостной плазмотрон [1] с конической наружной поверхностью сопла, струя плазмы которого используется в качестве источника спектрального излучения при реализации способа определения элементного состава капельных жидкостей [2]. При этом для обеспечения достаточной воспроизводимости результатов необходимо создать условие для контролируемого позиционирования и пространственной фиксации струи плазмы плазмотрона относительно приемника излучения, например, с помощью координатного стола с жестко закрепленным на нем устройством фиксации источника излучения.
Целью предполагаемой полезной модели является достижение следующего технического результата:
высокая воспроизводимость условий многократной регистрации спектрограмм излучения плазмы и, соответственно, обеспечение корректности исследований за счет устойчивой фиксации струи плазмы;
устойчивая фиксация струи плазмы за счет расположения плазмотрона в положении устойчивого равновесия под действия силы тяжести;
высокая воспроизводимость положения струи плазмы за счет беспрепятственного извлечения плазмотрона из устройства фиксации и последующего возврата плазмотрона в устройство фиксации без необходимости подстройки;
снижение затрат времени на извлечение плазмотрона и его повторную установку в устройство фиксации при выполнении многократной регистрации спектрограмм излучения плазмы.
Технический результат достигается тем, что устройство фиксации струи плазмы парожидкостного плазмотрона (Фиг. 1) представляет собой Г-образный кронштейн, на конце горизонтальной части которого закреплен воронкообразный держатель плазмотрона, удерживающий его за коническое сопло. Внутренняя коническая поверхность воронки держателя выполнена таким образом, что совпадает по форме и совместима без зазоров с наружной конической поверхностью сопла, а ее ось расположена вертикально. Сопло плазмотрона помещается в указанный конический воронкообразный держатель и жестко закрепляется в фиксированным положением под действием собственного веса. Это позволяет жестко фиксировать сопло и, следовательно, ориентировать направление излучения плазменной струи относительно приемника излучения при соответствующей необходимой настройки оптической системы (системы фокусирования). Указанное устройство использовано в разработанных мобильных устройствах для определения примесей в воде и водных растворах на основе спектрального анализа.
Осуществление полезной модели
В соответствии со способом [2] было использовано специальное мобильное устройство для определения примесей в воде и водных растворах. В этом устройстве в качестве источника излучения использована струя плазмы, порождаемая дуговым разрядом и выходящая из сопла парожидкостного электродугового плазматрона. Для регистрации спектрограмм использована оптическая система фокусирования излучения струи плазмы в объектив спектрометра. Эта система собрана и установлена на оптическом рельсе, на котором размещены каретки для крепления элементов оптической системы - спектрометра и фокусирующей линзы. Дополнительно система фокусирования включает в свой состав трехкоординатный столик, оснащенный согласно полезной модели Г-образным кронштейном с воронкообразным (коническим) держателем плазмотрона для реализации воспроизводимой фиксации его сопла. Все элементы оптической системы имеют возможность прецизионной настройки для обеспечения их взаимного расположения на единой оптической оси, формируемой от источника излучения - плазменной струи, выходящей из сопла. Указанная оптическая система обеспечивает фокусирование излучения плазмы в объектив спектрометра с точностью, достаточной для проведения аналитических исследований элементного состава анализируемых жидкостей. Аналитические исследования элементного состава жидкостей осуществляются с применением широко известных методик спектрального анализа с регистрацией спектрограмм в воспроизводимых условиях (Фиг. 2).
Система фокусирования в составе указанного устройства настраивается при выполнении регламентных работ. Конструкция парожидкостного плазмотрона (далее - плазмотрон) характеризуется отсутствием влияния его геометрических параметров на результаты работ в процессе эксплуатации. Поэтому заявленное к патентованию устройство фиксации струи плазмы парожидкостного плазмотрона (далее - устройство фиксации) обеспечивает достаточную воспроизводимость результатов исследований при многократном извлечении плазмотрона из данного устройства и повторной его фиксации в нем, несмотря на то, что в процессе работы сопло плазмотрона и части сопряженных с ним деталей нагреваются до 300-500°С. При этом точность фиксации плазмотрона в воронкообразном держателе с конической поверхностью в составе устройства фиксации обеспечивает регистрацию спектрограмм в воспроизводимых условиях.
Необходимо в ходе аналитических исследований элементного состава жидкостей многократно фиксировать плазмотрон в фиксирующим устройстве и извлекать из него. Это обусловлено периодической заправкой резервуара для жидкостей и его промывкой перед проведением последующих исследований. Так обеспечивается регистрация спектрограмм в практически идентичных условиях. Технические решения, лежащие в основе рассматриваемых устройств (включая плазмотрон), позволяют обеспечивать высокую воспроизводимость результатов.
Источники информации
1 Парожидкостной плазмотрон [Текст]: пат. 99678 Рос. Федерация: МПК Н05Н 1/42 / Агриков Ю.М., Дуюнов Д.А., Семенов А.Ю., Иванов С.А., Блинов В.Л.; заявитель и патентообладатель ООО «АС и ПП». - 2010130111/07; заявл. 19.07.2010; опубл. 20.11.2010 Бюл. №32.
2 Способ определения элементного состава капельных жидкостей [Текст]: пат. Рос. Федерация: МПК G01N 21/67, G01N 21/658 / Терашкевич Игорь Макарович; заявитель и патентообладатель Терашкевич Игорь Макарович. - 2016144762; заявл. 16.11.2016; опубл. 02.06.2017 Бюл. №16.