УСТРОЙСТВО НАГРЕВА ИНДИКАТОРНЫХ ТРУБОК

Полезная модель относится к области экологии, в частности к санитарно-химическому контролю состояния окружающей среды, и может быть использована для подогрева индикаторной трубки (ИТ) до температуры, необходимой для обеспечения ее готовности к проведению контроля зараженности воздуха парами токсичных веществ при пониженных значениях температуры окружающего воздуха.
Полезная модель предназначена для подогрева (ИТ), используемых в приборах для определения токсичных веществ в объектах окружающей среды.
Принцип работы указанных приборов заключается в том, что при прокачивании через ИТ анализируемого воздуха, в случае наличия токсичных веществ, происходит изменение окраски наполнителя трубок, по которому определяют концентрацию этого вещества.
Известно устройство нагрева индикаторных трубок, представляющее собой грелку солевую многоразовую саморазогревающуюся для подогрева трубок индикаторной модели ТИ-[ИК-К], включающую гибкую емкость, содержащую внутри жидкий солевой наполнитель. В зависимости от температуры окружающей среды индикаторную трубку оборачивают солевой грелкой, обеспечивая температуру в зоне расположения трубки в пределах рабочих условий применения (от 10 до 35°С). (http://christmas-plus.ru/images/stories/pdf/grelka-it-2015.pdf, 17.07.2015 г). Недостатком указанной грелки является неудобство использования и недостаточно высокая степень надежности, поскольку существует опасность  вытекания наполнителя в случае повреждения гибкой емкости.
Известно наиболее близкое к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков устройство нагрева ИТ «Грелка ВПХР». Известное устройство  содержит корпус, на верхней панели которого размещено гнездо для установки индикаторной  трубки. Нагрев индикаторной трубки обеспечивает нагревательный элемент, размещаемый в специальном гнезде на корпусе.  Гнезда для установки индикаторной  трубки и  нагревательного элемента включают соответствующие отверстия на верхней панели корпуса и соосные трубчатые емкости, установленные внутри корпуса, соответственно для размещения ИТ и нагревательного элемента.  Корпус устройства выполнен из пластмассы, а емкости для установки индикаторных трубок и нагревательного элемента представляют собой металлические трубки, одна из которых имеет бóльший диаметр и предназначена для нагревательного элемента, а другие имеют мéньший диаметр и предназначены для индикаторных трубок.  В качестве  нагревательного элемента использован  патрон. Корпус содержит  две проушины, в которые вставляется штырь для прокола патрона. Патрон состоит из металлической гильзы, ампулы с раствором и пластмассового колпачка. На дно гильзы насыпан порошок магния, закрытый сверху прокладкой из фильтровальной бумаги. И такой же бумагой обложена внутренняя боковая поверхность патрона. Между ампулой и торцевой внутренней поверхностью пластмассового колпачка вложены тампон из гигроскопической ваты и металлическая сетка. Пластмассовый колпачок имеет центральное отверстие, закрытое у неиспользованных патронов пленкой. В это отверстие вводится штырь для разбивания ампулы с раствором в момент использования патрона.  В зависимости от температуры окружающей среды в течение первых 3 мин с момента разбивания ампулы патрона температура в грелке достигает +35°С - 85°С и по истечении 7 мин должна быть не ниже +20°С, при - 20°С достигает +85°С и по истечении 7 мин должна быть не ниже +30°С, температура в грелке до +15°С сохраняется в течение 15-20 мин (Войсковой прибор химической разведки (ВПХР). Инструкция по эксплуатации, Министерство обороны СССР, 1964, с. 3-17).
Известное устройства характеризуется недостаточно высокой эффективностью в силу неудобства использования и высокой травмоопасности. Процесс нагревания ИТ основан на химической реакции и связан с определенной последовательностью действий, выполнение которых затруднительно для оператора при работе в средствах индивидуальной защиты. Наличие химических реагентов в патроне требует осторожности в обращении с прибором и является источником опасности. При температуре окружающей среды выше 15°С химическая реакция протекает очень бурно, возможны выброс токсичной жидкости из патрона и попадание на кожные покровы (руки, лицо). Кроме того, существует опасность вытекания реагентов через трещины и неплотности корпуса патрона, служащего для одноразового использования.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства для подогрева ИТ, характеризующегося улучшенными техническими характеристиками.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в повышении безопасности использования.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство нагрева индикаторных трубок содержит корпус, на верхней панели которого размещено гнездо для установки индикаторной трубки, и нагревательный элемент, обеспечивающий нагрев индикаторной трубки. В качестве нагревательного элемента использован электронагреватель. Устройство содержит: источник электропитания, датчик температуры, микроконтроллер, управляющий работой электронагревателя, и средство включения-выключения нагревательного элемента.
Предпочтительно, чтобы электронагреватель, источник электропитания, датчик температуры и микроконтроллер были размещены внутри корпуса, а средство включения-выключения нагревательного элемента - на верхней панели корпуса.
Предпочтительно, чтобы в качестве источника электропитания была использована аккумуляторная батарея.
Предпочтительно, чтобы устройство содержало размещенный на верхней панели корпуса разъем для подключения аккумуляторной батареи к источнику тока.
Предпочтительно также, чтобы корпус содержал гнездо для ампуловскрывателя.
Предпочтительно также, чтобы гнездо для ампуловскрывателя было выполнено с возможностью  его (амуловскрывателя) нагрева.
Предпочтительно, чтобы устройство содержало светоиндикаторный элемент состояния нагрева и состояния источника электропитания, предпочтительно расположенный на верхней панели корпуса
Предпочтительно, чтобы устройство содержало источник света, предпочтительно расположенный на передней панели корпуса.
Предпочтительно, чтобы устройство содержало тумблер включения/выключения источника света, предпочтительно расположенный на верхней панели корпуса.
Предпочтительно также, чтобы устройство содержало люк в донной части корпуса, обеспечивающий возможность очистку гнезда для индикаторной трубки от осколков.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с прототипом показал, что во всех случаях выполнения она отличается от известного, наиболее близкого технического решения:
- использованием в качестве нагревательного элемента электронагревателя;
- наличием средства включения-выключения нагревательного элемента;
- наличием датчика температуры;
- наличием микроконтроллера;
- наличием источника электропитания.
В предпочтительном случае выполнения заявляемая полезная модель отличается от известного, наиболее близкого технического решения:
- выполнением электронагревателя, источника электропитания, датчика температуры и микроконтроллера, размещенными внутри корпуса;
- размещением средства включения-выключения нагревательного элемента на верхней панели корпуса;
- использованием аккумуляторной батареи в качестве источника электропитания;
- наличием разъема на верхней панели корпуса для подключения аккумуляторной батареи к источнику тока;
- наличием размещенного в корпусе гнезда для ампуловскрывателя, выполненного с возможностью нагрева ампуловскрывателя;
- наличием расположенного на верхней панели корпуса светоиндикаторного элемента состояния нагрева и состояния источника электропитания;
- наличием источника света, расположенного на передней панели корпуса;
- наличием тумблера включения/выключения источника света;
- выполнением тумблеров включения/выключения источника света расположенными на верхней панели корпуса;
- наличием люка в донной части корпуса, обеспечивающего возможность очистки гнезда для индикаторной трубки от осколков.
Использование электронагревателя в качестве нагревательного элемента и наличие источника электропитания повышают безопасность использования устройства, поскольку исключается опасность поражения химическими реагентами в процессе протекания химической реакции и исключается опасность вытекания химических реагентов через трещины и неплотности корпуса патрона. Кроме того, увеличивается продолжительность работы устройства, в том числе бесперебойной, поскольку обеспечивает возможность многоразового использования нагревательного элемента, в то время как использование патрона с химическими реагентами является одноразовым. Уменьшается количество операций, необходимых для осуществления подогрева, поскольку исключаются операции: установки патрона в гнездо, протыкания его штырем, что, в конечном итоге, упрощает использование устройства при работе оператора в средствах индивидуальной защиты. Наличие датчика температуры, микроконтроллера, а также светоиндикаторного элемента и тумблеров включения/выключения позволяет контролировать температурный режим и управлять работой устройства, что повышает надежность последнего и его эффективность. Наличие зарядного устройства повышает срок работы устройства, позволяя перезаряжать аккумуляторные батареи. Выполнение светоиндикаторного элемента и  тумблеров включения/выключения работы устройства расположенными на верхней панели корпуса обеспечивает удобство пользования и повышает степень информированности о состоянии работы устройства. Наличие источника света, расположенного на передней панели корпуса, позволяет проводить визуальное наблюдение за изменением окраски наполнителя индикаторных трубок в темное время суток. Все это позволяет повысить эффективность работы устройства.
Полезная модель иллюстрируется схемными чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 представлено устройство нагрева индикаторных трубок, схемный чертеж общего вида.
На фиг. 2 представлено устройство нагрева индикаторных трубок, общий вид с частичным вырезом.
На фиг. 3 представлено устройства нагрева индикаторных трубок, вид сверху.
В предпочтительном варианте исполнения устройство нагрева индикаторных трубок содержит корпус 1. На верхней панели 2 корпуса 1 размещено гнездо 3 для установки индикаторной трубки. Индикаторная трубка на чертеже не показана. Устройство содержит размещенный внутри корпуса 1 нагревательный элемент 4, в качестве которого использован электронагреватель, обеспечивающий нагрев индикаторной трубки.  Устройство содержит размещенные внутри корпуса источник электропитания 5, в качестве которого использована аккумуляторная батарея, датчик температуры и микроконтроллер, управляющий работой электронагревателя (на чертеже не показаны). На верхней панели корпуса расположен тумблер 6 - средство включения/выключения нагревательного элемента. Для подключения аккумуляторной батареи к источнику тока устройство содержит разъем 7. Также устройство содержит размещенное в корпусе 1 гнездо 8 для ампуловскрывателя, выполненное с возможностью нагрева последнего. На верхней панели корпуса 1 расположены: светоиндикаторный элемент 9 состояния нагрева и состояния источника электропитания. На передней панели корпуса 1 расположен источник света 10, а на верхней панели корпуса размещен  тумблер 11 включения/выключения источника света. Устройство содержит люк 12 в донной части корпуса 1, обеспечивающий возможность очистки гнезда 3 (для индикаторной трубки) от осколков. В качестве источника электропитания 5 может быть использована литий-ионная перезаряжаемая аккумуляторная батарея. В качестве электронагревателя 4 может быть использован биполярный транзистор.  Устройство может содержать несколько гнезд 3 для ИТ и несколько гнезд 8 для ампуловскрывателей. Устройство содержит зарядное устройство для аккумуляторной батареи (на чертеже не показано).
Полезная модель работает следующим образом.
о
Полезная модель предназначена для подогрева индикаторных трубок при обнаружении токсичных веществ при пониженной температуре окружающего воздуха: от минус 40 до плюс 15С. Принцип действия устройства основан на преобразовании электрической энергии, вырабатываемой источником электроэнергии 5, в тепловую энергию. Контроль параметров теплового потока осуществляется автоматически встроенным датчиком температуры  (на чертеже не показан), управляемым электронной схемой микроконтроллера  (на чертеже не показана).
Индикаторная трубка устанавливается в гнездо 3. Запуск устройства в работу (начало процесса нагревания) начинается при включении тумблера 6 включения/выключения нагревательного элемента 4, обеспечивающего нагрев индикаторной трубки. При этом происходит плавное повышение температуры нагревательного элемента 4 и визуально фиксируется мигание светоиндикаторного элемента 9 попеременно красным и зеленым цветом. При достижении рабочей температуры светоиндикаторный элемент 9 горит ровным зеленым цветом. Питание устройства осуществляется от двух аккумуляторных, например литий-ионных, батарей 5, размещенных в батарейном отсеке корпуса 1 (на чертеже не показано). Допускается использование аккумуляторных батарей различной емкости (от 900 mAh до 2400 mAh). В процессе эксплуатации заряд (подзаряд) аккумуляторной батареи 5 производится  от сети переменного тока с напряжением 220 В  при  частоте 50 Гц  при помощи зарядного устройства.
Для трубок, содержащих ампулы, используется ампуловскрыватель. Гнезда для подогрева ампуловскрывателей имеют маркировку, аналогичную маркировке индикаторных трубок, содержащих ампулы. В донной части корпуса выполнен люк 12, позволяющий, при необходимости, проводить очистку гнезд для установки ИТ (например, при попадании осколков стекла внутрь гнезда).