ФОТОКОЛОМЕТРИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА ЛЕНТОЧНОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА

Полезная модель относится к технике анализа состава газовых смесей и может быть использована для определения качественного состава и количественного содержания различных газов в многокомпонентных газовых смесях различного состава при помощи фотоколометрических ленточных газоанализаторов, использующих фотоколометрическую головку.
Известна фотоколометрическая измерительная головка ленточного газоанализатора, содержащая корпус с патрубками подвода и отвода анализируемой газовой смеси, реакционную газовую камеру с размещенной в ней индикаторной лентой, фотоблок с осветителем и фотодиодом (см. патент РФ на полезную модель №55476, МПК G01N 21/00, 2006). К недостаткам известного устройства можно отнести его большие размеры из-за раздельного выполнения реакционной камеры и фотоблока, а также недостаточную точность измерения, обусловленную возможностью нежелательного изменения расстояний между поверхностью индикаторной ленты, источником света и фотоэлементом при возможной деформации индикаторной ленты. Кроме того, при отсутствии системы прижатия индикаторной ленты к опорной подложке не исключена возможность того, что весь поток анализируемой газовой смеси не пройдет сквозь индикаторную ленту, а частично будет обтекать ленту по ее бокам.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является фотоколометрическая измерительная головка ленточного газоанализатора, содержащая корпус с патрубками подвода и отвода анализируемой газовой смеси, реакционную газовую камеру с размещенной в ней индикаторной лентой, с одной стороны которой установлен осветительный светодиод, а с другой - фотодиод (см. ст. Свирюкова О.В. Моделирование ленточного чувствительного элемента газоанализатора. М.: МГУ, 2012, копия прилагается). К недостаткам известного устройства можно отнести недостаточную точность измерения, обусловленную возможностью нежелательного изменения расстояний между поверхностью индикаторной ленты, источником света и фотоэлементом при возможной деформации индикаторной ленты. Кроме того, при отсутствии системы прижатия индикаторной ленты к опорной подложке не исключена возможность того, что весь поток анализируемой газовой смеси не пройдет сквозь индикаторную ленту, а частично будет обтекать ленту по ее бокам, что также снижает точность измерений.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи, состоящей в повышении точности измерения за счет уменьшения возможности деформации индикаторной ленты в зоне протока анализируемой газовой смеси сквозь ленту и исключения перетечек смеси по бокам ленты.
Данная задача решается тем, что в фотоколометрической измерительной головке ленточного газоанализатора, содержащей корпус с патрубками подвода и отвода анализируемой газовой смеси, реакционную газовую камеру с размещенной в ней индикаторной лентой, с одной стороны которой установлен осветительный светодиод, а с другой - фотодиод, реакционная камера содержит опорную подложку с окном для выхода анализируемой газовой смеси, на которой размещена индикаторная лента, и систему прижима индикаторной ленты, включающую в себя прижимную плашку с окном для входа анализируемой газовой смеси, выполненную с возможностью перемещения в корпусе при помощи связанного с ней механизма перемещения, при этом осветительный диод и патрубок подвода анализируемого газа установлены в прижимной плашке.
При этом целесообразно, чтобы механизм перемещения был выполнен в виде прикрепленной к прижимной плашке втулки, подпружиненной относительно корпуса, и вала с наружным диском, установленного в корпусе с возможностью вращения, и снабженного средством воздействия на втулку, обеспечивающим возможность ее возвратно-поступательного движения втулки при вращении вала, а средство воздействия на втулку в виде кулачка.
Наличие в реакционной камере опорной подложки с окном для выхода анализируемой газовой смеси, на которой размещена индикаторная лента, и системы прижима индикаторной ленты, включающей в себя прижимную плашку с окном для входа анализируемой газовой смеси, выполненную с возможностью перемещения в корпусе при помощи связанного с ней механизма перемещения, при этом осветительный диод и патрубок подвода анализируемого газа установлены в прижимной плашке, позволяет уменьшить возможность деформации индикаторной ленты в зоне протока анализируемого газового потока сквозь ленту и исключает перетечки по ее бокам, так как выполненная таким образом система обеспечивает при измерении надежную фиксацию индикаторной ленты и ее плотное прижатие к опорной подложке. Это обеспечивает повышение точности измерения за счет стабилизации расстояния между поверхностью индикаторной ленты, осветительным диодом и фотодиодом и обеспечения протока всей требуемой дозы анализируемого газа сквозь ленту.
На чертеже представлена предлагаемая фотоколометрическая измерительная головка ленточного газоанализатора.
Фотоколометрическая измерительная головка ленточного газоанализатора, содержит корпус 1, в котором имеется реакционная газовая камера, содержащая опорную подложку 2 с окном 3 для выхода анализируемой газовой смеси, на которой размещена индикаторная лента 4. Под окном 3 для выхода анализируемой газовой смеси расположены фотодиод 5 и установленный в корпусе 1 патрубок 6 отвода анализируемой газовой смеси. Реакционная камера также содержит систему прижима индикаторной ленты, включающую в себя прижимную плашку 7 с патрубком 8 подвода анализируемой газовой смеси и окном 9 для входа анализируемой газовой смеси, в которой установлен и осветительный диод 10. Прижимная плашка 7 выполнена с возможностью перемещения в корпусе 1 при помощи связанного с ней механизма перемещения. Механизм перемещения может быть выполнен в виде прикрепленной к прижимной плашке 7 втулки 11, подпружиненной относительно корпуса 1, и вала 12 с наружным диском 13, установленного в корпусе 1 с возможностью вращения. Вал 12 снабжен средством воздействия на втулку 11, обеспечивающим возможность ее возвратно-поступательного движения при вращении вала 12, например, в виде кулачка 14.
Предлагаемая фотоколометрическая измерительная головка ленточного газоанализатора работает следующим образом.
При проведении измерения индикаторная лента 4 установлена на опорной подложке 2 и поджата к ней при помощи подпружиненной втулки 11 прижимной плашкой 7, а кулачок 14 при этом расположен таким образом, чтобы имело место плотное прижатие индикаторной ленты 4. Анализируемая газовая смесь через патрубок 8 подвода анализируемой газовой смеси и окно 9 поступает на индикаторную ленту 4, проходит сквозь нее, а затем через окно 3 и патрубок 6 отводится из фотометрической измерительной головки. При проходе анализируемой газовой смеси через индикаторную ленту 4 происходит химическая реакция взаимодействия анализируемого газового компонента с газочувствительным веществом индикаторной ленты, что приводит к изменению оптических свойств ленты 4 в зоне проникновения потока анализируемой газовой смеси через эту ленту. Такое изменение оптических свойств индикаторной ленты 4 определяется путем подачи светового потока от осветительного диода 10, который проходит сквозь ленту, и его интенсивность после этого регистрируется при помощи фотодиода 5. Сигнал от фотодиода 5 поступает в соответствующее устройство обработки этого сигнала, в котором с использованием соответствующих градуировочных характеристик определяется величина концентрации анализируемого газового компонента.
По окончании измерения при вращении вала 12 посредством наружного диска 13 кулачок 14, преодолевая усилие пружины, перемещает втулку 11 совместно с прижимной плашкой 7 в направлении от опорной подложки 2, освобождая при этом индикаторную ленту 4 от ее фиксации между прижимной плашкой 7 и опорной подложкой 2. После этого имеется возможность при помощи соответствующего лентопротяжного механизма (не показан) обновить использованный участок индикаторной ленты 4.
Для проведения последующего измерения при вращении вала 12 посредством наружного диска 13 кулачок 14 перемещает втулку 11 совместно с прижимной плашкой 7 в направлении к опорной подложке 2, фиксируя при этом индикаторную ленту 4 между прижимной плашкой 7 и опорной подложкой 2.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение точности измерения за счет уменьшения возможности деформации индикаторной ленты в зоне протока анализируемой газовой смеси сквозь ленту и исключения перетечек смеси по бокам ленты.