ДИСТАНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ

Полезная модель относится к приборостроению, в частности к устройствам для отбора проб атмосферного воздуха, и может быть использована для контроля чистоты воздушной среды в городах и на промышленных площадках предприятий и транспортных магистралях.
Известно устройство для автоматического отбора проб атмосферного воздуха, содержащее воздушную магистраль, побудитель расхода, измеритель расхода, накопитель примесей и блок управления (Авторское свидетельство СССР N 1265520, МПК G 01 N 1/22, 1986).
Недостатками этого устройства являются большая трудоемкость и невысокая достоверность отбора проб. Кроме того, достоверность отобранных проб зависит от погрешности измерения времени отбора проб. Данные недостатки частично устранены в устройстве для автоматического отбора проб атмосферного воздуха по патенту РФ №2057314, МПК G 01 N 1/22 от 27.03.1996. Он содержит воздушную магистраль, блок пневмоклапанов, блок накопителей примесей с каналами отбора. Распределитель воздуха, блок пневмоклапанов и блок накопителей примесей выполнены в виде автономного сменного модуля, заменяемого после окончания циклов отбора проб. В модуле блок пневмоклапанов установлен перед блоком накопителей примесей. Количество пневмоклапанов соответствует числу циклов отбора. Устройство содержит также блок стабилизации расхода, включающий регуляторы расхода по каждому каналу отбора, воздушный коллектор и измеритель суммарного расхода, и соединенный с побудителем расхода. Устройство включает блок управления с блоком времени.
Однако данное устройство обладает низкой надежностью. Это объясняется его сложным устройством, т.к. оно содержит большое количество деталей и воздушных линий, что требует необходимости их пневмопереключения и разработки для него специальной системы управления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Устройство для автоматического отбора проб атмосферного воздуха» (патент РФ №48414, МПК G 01 N 1/22 от 01.07.2005).
Данное устройство содержит воздушную магистраль, распределитель воздуха, блок пневмоклапанов, блок накопителей примесей с каналами отбора, блок стабилизации расхода, побудитель расхода и блок управления. В свою очередь блок накопителей примесей с каналами отбора выполнены в виде сорбционных патронов с несколькими типами различных сорбентов, причем пневмоклапаны установлены как на их входе, так и на их выходе, а блок
стабилизации расхода и побудитель расхода выполнены в виде аспиратора, при этом блок управления соединен как с аспиратором, так и с блоком пневмоклапанов. Это устройство позволяет выполнить большое число циклов отбора проб за счет возможности установки дополнительных сорбционных патронов, каждый из которых позволяет исследовать различные типы органических и неорганических соединений за счет применения в одном сорбционном патроне нескольких типов сорбентов. Достоверность пробы повышается, т.к. сорбционный патрон открывается только на период ее отбора. Надежность работы устройства повышается за счет сокращения числа его блоков. Эксплуатационные характеристики устройства улучшаются, т.к. используется выпускаемый и аттестованный промышленностью аспиратор, что приводит к сокращению трудоемкости выполняемых операций.
Недостатком данного устройства является большое время, необходимое для проведения анализа пробы.
Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик устройства, заключающееся в сокращении времени для проведения качественного и количественного анализа пробы.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в следующем:
- возможности определения различных типов органических и неорганических соединений в исследуемой атмосфере и оперативной передаче полученных данных на дисплей стационарного пункта управления;
- возможности оперативного получения количественной относительной оценки концентрации вредного вещества в исследуемой атмосфере;
- возможности реализации всестороннего исследования состава вредного вещества за счет применения сорбционных патронов.
Поставленная задача достигается тем, что дистанционное устройство определения вредных веществ в атмосфере содержит электропневмоклапаны, сорбционные элементы, аспиратор и систему управления. При этом сорбционные элементы состоят из плоских индикаторных элементов с разнообразным сорбирующим составом и из сорбционных патронов, совместные выходы которых соединены с входом аспиратора, при этом в систему управления дополнительно введен фоточувствительный элемент, вход которого оптически связан с одним из плоских индикаторных элементов и имеет два выхода, первый выход через усилительно-преобразующее устройство соединен с электропневмоклапаном, размещенным в воздушной магистрали на сорбционные патроны, а сигнал со второго выхода через сравнивающее устройство, связанное с блоком эталонными данными, поступает на дисплей устройства, причем сравнивающее устройство, блок эталонных данных и дисплей
размещены на стационарном посту управления.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства, а на фиг.2 - устройство и принцип действия плоских индикаторных элементов с разнообразным сорбирующим составом,
где: 1 - плоские индикаторные элементы с разнообразным сорбирующим составом;
2 - сорбционные патроны;
3 - фоточувствительный элемент;
4 - усилительно- преобразующее устройство;
5 - электропневмоклапан;
6 - аспиратор;
7 - сравнивающее устройство;
8 - блок эталонных данных;
9 - дисплей,
10 - ячейки с плоскими индикаторными элементами;
11 - корпус подвижной части устройства.
Дистанционное устройство определения вредных веществ в атмосфере состоит из двух основных частей: подвижной (измерительной) «А» и стационарной (регистрирующей) «В» (рис.1).
Подвижная (измерительная) часть «А» устройства состоит из сорбционных элементов, представляющих собой плоские индикаторные элементы с разнообразным сорбирующим составом 1 и из сорбционных патронов 2. При этом плоские индикаторные элементы 1 подключены к анализируемой атмосферы постоянно. Выходы плоских индикаторных элементов 1 и сорбционных патронов 2 соединены с входом аспиратора.
Для оперативного получения оценки зараженности исследуемой атмосферы различными типами органических и неорганических соединений введен фоточувствительный элемент 3, вход которого оптически связан с одним из плоских индикаторных элементов 1 и который имеет два выхода. Один из выходов фоточувствительного элемента 3 через усилительно-преобразующее устройство 4 соединен с электропневмоклапаном 5, размещенным в воздушной магистрали на сорбционные патроны 2. Анализируемый воздух как после плоских индикаторных элементов 1, так и после сорбционных патронов 2, поступает на аспиратор 6, который одновременно определяет и поддерживает заданное значение расхода, а также время пробоотбора, т.к. он включает в себя таймер, расходомер и побудитель расхода воздуха. Таким образом, аспиратор б предназначен для прокачки воздуха через плоские индикаторные элементы 1 и сорбционные патроны 2 в течение заданного времени и с заданным значением расхода.
Сигнал со второго выхода фоточувствительного элемента 3 через сравнивающее устройство 7, связанное с блоком эталонных данных 8, поступает на дисплей 9 устройства.
Стационарная часть «В» устройства состоит из сравнивающего устройства 7, блока эталонных данных 8 и дисплея 9 и размещена на стационарном посту управления.
Устройство работает следующим образом.
Для отбора проб атмосферного воздуха необходимо подать команду от системы управления на сообщение ячеек 11 с плоскими индикаторными элементами 1, расположенными в корпусе 10, с атмосферой (фиг.2). Одновременно устанавливается время начала работы этого канала для отбора пробы воздуха и величина объемного расхода воздуха, проходящего через него, а также включается побудитель расхода воздуха, установленный в аспираторе 6. По достижении заданного объема расхода воздуха, происходит выключение побудителя расхода аспиратора 6.
В случае нахождения в атмосферном воздухе признаков того отравляющего вещества, на которое настроена работа данного индикаторного элемента 2, происходит изменение цвета его сорбирующего состава. Сигнал об изменении цвета через фоточувствительный элемент 3 поступает на сравнивающее устройство 7, на которое одновременно поступает сигнал из блока эталонных данных 8. В результате их сравнения на дисплее 9, размещенным на стационарном посту управления, высвечивается информация о типе вредного вещества и относительной степени заражения им атмосферного воздуха.
Одновременно сигнал от фоточувствительного элемента 3 через усилительно-преобразующее устройство 4 поступает на электропневмоклапан 5. Он срабатывает и исследуемый воздух из воздушной магистрали поступает на сорбционные патроны 2. После доставки дистанционным устройством определения вредных веществ в атмосфере сорбционных патронов 2 они снимаются с аппарата и исследуются в лабораторных условиях
Устройство позволяет одновременно выполнить большое число разнообразных отборов проб за счет установки плоских индикаторных элементов различных типов, каждый из которых позволяет исследовать различные типы органических и неорганических соединений. Быстродействие пробоотборника увеличивается, т.к. его результат становится очевидным сразу же после прокачивания воздуха через плоские индикаторные элементы. Достоверность проб повышается, т.к. плоские индикаторные элементы открываются только на период отбора. Эксплуатационные характеристики устройства улучшаются, т.к. используется выпускаемый и аттестованный промышленностью аспиратор и плоские индикаторные элементы. Данное устройство может быть использовано для получения быстрой информации оценки загрязнения атмосферы на дисплей стационарного поста управления с целью принятия дальнейшего оперативного решения.