ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР
IR GAS ANALYSER

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано для анализа состава отработавших газов маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, с отбором пробы из выхлопной трубы, направленной в воду.
Известен инфракрасный газоанализатор, который содержит источник излучения, от которого световой пучок попадает в интегрирующую полость сферы, где и взаимодействует с анализируемым газом, при этом показания приемника излучения в зависимости от концентрации исследуемой газовой среды будут изменяться. Для многократного прохождения потока излучения в газовой среде оптический вход и выход выполнены несоосными, а также не проходящими через центр сферы. Инфракрасный светофильтр служит для формирования области спектра, в которой наиболее чувствителен приемник излучения (Патент № 2022249, кл. G01N 21/61, опубл. 30.10.1994).
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является инфракрасный газоанализатор, включающий измерительную систему, содержащую инфракрасный излучатель, кювету, приемники инфракрасного излучения, газозаборное приспособление, фильтры от пыли и сажи, побудитель расхода (Патент № 2069348, кл. G01N 21/35, опубл. 1995).
Описанные выше газоанализаторы с успехом применяются при измерении вредных компонентов отработавших газов автомобилей и других средств с двигателями внутреннего сгорания.
Однако существующие газоанализаторы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что попадание воды в измерительный блок газоанализатора приводит к его неработоспособности и необходимости срочного ремонта. Такой недостаток может проявиться при контроле отработавших газов двигателями маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, с отбором пробы из выхлопной трубы, направленной в воду.
Задачей изобретения является создание газоанализатора, позволяющего избежать попадание забортной воды внутрь измерительного блока газоанализатора и обеспечить, тем самым, работоспособность и надежность газоанализатора.
Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение устойчивой работоспособности газоанализаторов, предназначенных для измерения концентрации компонентов газовой смеси, отбираемой из выхлопной трубы, направленной в воду.
Указанный технический результат достигается тем, что инфракрасный газоанализатор, состоящий из измерительной системы, содержащей инфракрасный излучатель, кювету, приемники инфракрасного излучения, газозаборное приспособление, фильтры от пыли и сажи и побудитель расхода, согласно изобретению дополнительно содержит пневматическую систему, имеющую влагоотделитель, содержащий датчики уровня воды, и пневматический клапан с электроуправлением, при этом влагоотделитель установлен с возможностью взаимодействия с побудителем расхода, а один из датчиков уровня воды - с пневматическим клапаном с электроуправлением для предотвращения поступления забортной воды в измерительную систему газоанализатора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема инфракрасного газоанализатора, на фиг.2 - схема влагоотделителя с одним из возможных вариантов датчиков уровня воды - электродными датчиками.
Газоанализатор включает измерительную систему, содержащую инфракрасный излучатель 1, кювету 2, приемники 3 инфракрасного излучения с интерференционными фильтрами, размещенными перед приемниками, электрохимический датчик 4 кислорода и электрохимический датчик 5 оксидов азота, пневматическую систему, включающую газозаборное устройство с фильтром 6, фильтром 7 тонкой очистки, побудитель расхода 8 с насосами 9 и 10, пневматический клапан 11 с электроуправлением, влагоотделитель 12 с датчиками уровня 13 и 14, которые могут быть электродными, поплавковыми и любого другого типа из существующих, измерительное устройство 15 и входной газовый канал 16.
2
Газоанализатор может быть 2-компонентным (измеряет CO и сумму углеводородов CH), 4-компонентным (к измерению CO и CH добавляется измерение углекислого газа CO и кислорода) и пятикомпонентным (добавляется измерение окислов азота NOx). B данном случае рассматривается 5-компонентный газоанализатор.
Анализатор вредных выбросов работает следующим образом: излучение от инфракрасного излучателя 1 проходит кювету 2, проходит через интерференционные фильтры и приемники инфракрасного излучения 3, в котором энергия излучения преобразуется в электрический сигнал. При отсутствии в смеси анализируемых компонентов измерительное устройство 15 показывает ноль. При появлении в измерительной системе анализируемых компонентов измерительное устройство 15 показывает значение концентрации оксида углерода, углеводородов, диоксида углерода, пропорциональное поглощенной в кювете 2 энергии излучения, электрохимические датчик 4 кислорода и датчик 5 оксидов азота выдадут сигналы, пропорциональные концентрации кислорода и оксидов азота.
Анализируемый газ прокачивается насосами 9 и 10 побудителя расхода 8 через фильтр 6 газозаборного приспособления, поступает во влагоотделитель 12, где происходит отделение забортной воды от газа. Забортная вода автоматически удаляется. После удаления воды анализируемый газ очищается от сажи фильтром 7 тонкой очистки, проходит через кювету 2, датчик 4 кислорода, датчик 5 оксида азота и удаляется из прибора. При поступлении в газозаборное приспособление воды происходит быстрое заполнение влагоотделителя 12 этой водой.
При заполнении влагоотделителя до уровня электродного датчика уровня 14 включается пневматический клапан 11 с электроуправлением, при этом измерительный канал отсекается от входного газового канала 16 до тех пор, пока уровень воды во влагоотделителе 12 не упадет ниже этого уровня. Вытеснение воды из газоанализатора осуществляется воздухом, подаваемым побудителем расхода 8. В кювету 2 и датчики 4 и 5 вода не поступает.
Таким образом, описанная выше конструкция инфракрасного газоанализатора позволяет повысить надежность измерений вредных выбросов двигателей маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, находящихся на воде.