ИНФРАКРАСНЫЙ АБСОРБЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР "СГОЭС"

Полезная модель относится к измерительному оборудованию, а именно, к абсорбционным газоанализаторам, использующим инфракрасное излучение для измерения довзрывоопасных концентраций, контроля загазованности в местах возможного появления метана, пропана, прочих горючих газов в смеси с азотом или воздухом, а также паров нефтепродуктов, и преобразования измеряемой концентрации в унифицированный выходной сигнал. Полезная модель предназначена для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок вблизи технологического оборудования насосных станций магистральных газо- и нефтепроводов, резервуарных парков, компрессорных станций, наливных эстакад, нефтеперерабатывающих заводов, теплоэлектроцентралей, предприятий нефтехимической промышленности и т.д.
Известен инфракрасный абсорбционный газоанализатор, содержащий электронный блок и заполненный анализируемой газовой средой отсек, с одной стороны которого расположены передатчик и приемник оптического излучения, а с другой стороны - зеркало (см. патент JP 9229858, кл. G01N 21/35, опубл. 05.09.1997). Недостатком известного устройства является его ограниченная функциональность, обусловленная неразъемностью корпуса и конструктивным объединением основных элементов оборудования.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в упрощении сборки устройства. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в инфракрасном абсорбционном газоанализаторе, содержащем электронный блок и заполняемый анализируемой газовой средой отсек, с одной стороны которого расположены передатчик и приемник оптического излучения, а с другой стороны - зеркало, электронный блок конструктивно расположен внутри цилиндрического корпуса, в плоскостях поперечного сечения которого закреплены платы электроники, на ближайшей к торцу корпуса плате расположены передатчик и приемник оптического излучения, к указанному торцу герметично присоединена крышка, в которой расположен заполняемый анализируемой газовой средой отсек, напротив передатчика и приемника в крышке выполнено входное окно, закрытое стеклом, прозрачным для используемого излучения, а с противоположной стороны в крышке закреплено зеркало и установлена прижимная гайка, при этом со стороны другого торца корпуса установлено оснащенное разъемом для присоединения кабельного ввода основание, на котором закреплен кронштейн. Основание может присоединяться непосредственно к торцу корпуса газоанализатора, или между основанием и соответствующим торцом корпуса может быть смонтирован цилиндрический клеммный модуль с табло индикации и выборкой под разъем для подключения совместимых внешних устройств, при этом внутри клеммного модуля располагается электронная часть, обеспечивающая сопряжение его работоспособности с платами электроники основного конструктива изделия. На крышке с внешней стороны может быть установлен влагопылезащитный кожух.
На фиг.1 представлен предлагаемый газоанализатор, вид сбоку;
на фиг.2 - то же, вид сзади;
на фиг.3 - то же, вид спереди;
на фиг.4 представлен газоанализатор с дополнительно установленным клеммным модулем.
Инфракрасный абсорбционный газоанализатор конструктивно состоит из цилиндрического корпуса 1 электронного блока и герметично прикрепленных к нему через уплотнения 2 крышки 3 и основания 4. Газоанализатор устанавливается на кронштейне 5, прикрепленном к основанию 4.
Заполняемый анализируемой газовой средой отсек 6 расположен в крышке 3. С внешней стороны этот отсек ограничен зеркалом 7 и прижимной гайкой 8, а со стороны корпуса в центральной части крышки 3 выполнено входное окно 9, закрытое стеклом, прозрачным для используемого излучения.
В корпусе 1 напротив входного окна 9 расположены передатчик 10 и приемник 11 оптического излучения инфракрасного диапазона. Передатчик 10 и приемник 11 закреплены на плате электроники, расположенной около торца корпуса 1 со стороны крышки 3. В корпусе 1 расположено еще несколько плат электроники 12, необходимых для функционирования устройства, причем все они расположены в плоскостях поперечного сечения корпуса 1 и образуют электронный блок газоанализатора.
Для питания электронного оборудования и передачи данных в основании 4 предусмотрен разъем для присоединения кабельного ввода 13. Заземление осуществляется с помощью разъема заземления 14.
Между основанием 4 и соответствующим торцом корпуса 1 может быть закреплен дополнительный клеммный модуль 15 (фиг.4). Указанный модуль оснащен табло индикации 16, собственной электронной частью клеммного модуля 17 и соответствующим разъемом (внутри выборки 18) для подключения совместимых внешних устройств, например, HART-коммуникатора.
Защита оптических элементов газоанализатора от образования конденсата и наледи в случае эксплуатации при низких температурах (ниже +20°С) осуществляется автоматически; встроенный режим обогрева оптики не требует дополнительной активации. Газоанализатор может быть дополнительно оборудован видеокамерой, имеющей с ним электрическую связь для обмена управляющими сигналами и установленным на крышке с внешней стороны влагопылезащитным кожухом (на чертеже не показан). Кожух снабжен сетчатым фильтром, обеспечивающим защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды, для обеспечения работоспособности газоанализатора с установленным кожухом в реальных условиях эксплуатации (при необходимости).
Устройство работает следующим образом.
Передатчик 10 испускает излучение инфракрасного диапазона, которое отражается от зеркала 7 и, таким образом, по меньшей мере, дважды пройдя через анализируемый объем находящейся в отсеке 6 газовой среды, возвращается и регистрируется приемником 11. Работа предлагаемого газоанализатора основана на селективном поглощении молекулами углеводородов электромагнитного излучения и заключается в измерении изменения интенсивности инфракрасного излучения после прохождения им среды с анализируемой газовой средой. Для уменьшения влияния паров воды, загрязнения оптики, пыли и изменения параметров оптических элементов используется оптическая схема с измерением поглощения на рабочей и опорной длинах волн. Полученный сигнал усиливается, обрабатывается и преобразуется электронным оборудованием на платах 12 в унифицированный соответствующий диапазону измеряемых концентраций газов (0…100% НКПР) токовый сигнал 4…20 мА. Выходными сигналами газоанализатора, передаваемыми через присоединенный кабельный ввод 13 являются: унифицированный аналоговый токовый сигнал, соответствующий информационный цифровой сигнал (выход RS-485), а также «сухие контакты» реле превышения порогов загазованности и реле неисправности. В случае установки клеммного модуля 15 предусмотрена возможность непосредственного наблюдения результатов измерения на табло индикации 16 и передача соответствующего информационного сигнала на контакты унифицированного разъема (внутри выборки 18) для подключения HART-коммуникатора или прочих совместимых внешних устройств.
Выполнение газоанализатора в виде независимых модулей (1, 3, 4, 15), а также удобство установки электронного оборудования внутри них (платы 12 функционально разделены и закреплены независимо друг от друга, а прижимная гайка 8 предотвращает доступ внутрь крышки 3 и жестко фиксирует зеркало 7 в положении, необходимом для гарантированной работоспособности газоанализатора) позволяет значительно упростить сборку устройства, проверку его работоспособности, а также обслуживание и ремонт.