ИМПУЛЬСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Полезная модель относится к области физико-химических измерений, а также к устройствам для автоматического анализа газов.
Известен импульсный газоанализатор (Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Автоматические детекторы газов. - М.: Энергия, 1972. С.115-123), содержащий дифференциальный газовый детектор, трубку, автоматический дозатор, систему измерения сигнала детектора и командный прибор. Измерение концентрации определяемого компонента с помощью такого газоанализатора основывается на периодическом вводе в трубку с помощью дозатора постоянной по объему пробы анализируемой газовой среды, транспортировки э той пробы по трубке потоком газа-носителя в газовый детектор и измерении сигнала детектора, имеющего форму импульса, по амплитуде или площади которого судят о концентрации определяемого компонента.
Недостатком такого импульсного газоанализатора является сложность конструкции и необходимость дополнительного использования чистого газа в качестве газа-носителя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Импульсный газоанализатор» (Патент Российской Федерации №2176787, опубл. 10.12.2001) г.
Для него характерны увеличение точности определения микроконцентраций газов и паров в воздухе и повышение надежности работы. Данный результат достигается тем, что импульсный газоанализатор содержит две трубки для подключения газоанализатора к объекту контроля, измерительный газовый детектор с двумя штуцерами, фильтр, соединенный с одной из трубок, реверсивный побудитель расхода газа, включенный между второй трубкой и одним из штуцеров измерительного газового детектора, измерительное и
управляющее устройства. Газоанализатор дополнительно содержит сравнительный газовый детектор и дополнительный фильтр, причем сравнительный газовый детектор включен между фильтром и дополнительным фильтром, а второй штуцер измерительного газового детектора соединен с дополнительным фильтром, кроме того, измерительный и сравнительный газовые детекторы подключены к измерительному устройству дифференциально.
Импульсный газоанализатор может быть реализован с использованием стандартных побудителей расхода газа, измерительных устройств и газовых детекторов, которые содержат проточную камеру с чувствительным элементом и два штуцера, например, термокондуктометрические, термохимические, сорбционно-кондуктометрические и др. Импульсный газоанализатор может найти применение в системах контроля взрывоопасных, вредных и отравляющих примесей в воздухе.
Существенным недостатком данного газоанализатора является то, что он может определить только один вредный компонент в воздушной среде, на который настроен сравнивающий газовый детектор. Однако часто возникает задача проверки атмосферы на наличие в ней сразу нескольких вредных веществ.
Задачей полезной модели является расширение диапазона определения вредных веществ.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в уменьшении времени качественного проведения анализа за счет последовательного импульсного определения возможности нахождения в атмосфере различных вредных веществ.
Поставленная задача достигается тем, что импульсный газоанализатор содержит две соединительные трубки, два газовых детектора, два фильтра, реверсивный побудитель расхода газа и измерительное устройство. При этом газоанализатор дополнительно содержит сравнивающее устройство, входы которого соединены с блоком базы данных вредных веществ и через усилительно-преобразующее устройство - с газовым измерительным детектором, а
выход - соединен с измерительным устройством, которое через второе усилительно-преобразующее устройство соединено с газовым детектором стандартного состояния, помещенного в термостатический корпус.
Схема импульсного газоанализатора изображена на чертеже,
где: 1, 2- соединительные трубки;
3 - побудитель расхода воздуха;
4 - измерительный газовый детектор;
5 - измерительный фильтр;
6 - газовый детектор стандартного состояния;
7 - продувочный фильтр;
8 - усилительно-преобразующее устройство;
9 - сравнивающее устройство;
10 - блок базы данных вредных веществ;
11 - измерительное устройство;
12 - термостатический корпус.
Работа импульсного газоанализатора осуществляется следующим образом.
В исходном положении трубки для подключения газоанализатора закрыты заглушками.
При контроле нахождения концентраций микропримесей в воздухе соединительные трубки 1 и 2 газоанализатора сообщаются с атмосферой контролируемого объекта. Газоанализатор является измерительным устройством циклического действия и имеет два режима работы "Измерение" и "Продувка". Включение анализатора в названные режимы работы осуществляется системой управления (не показано) путем переключения направления вращения побудителя расхода воздуха 3.
В режиме "Измерение" побудитель расхода 3 забирает анализируемый воздух из атмосферы через соединительную трубку 2 и направляет его последовательно в измерительный газовый детектор 4, измерительный фильтр 5, газовый детектор стандартного состояния 6, продувочный фильтр 7 и соединительную
трубку 1, из которой воздух стравливается в атмосферу.
В режиме "Измерение" через измерительный газовый детектор 4 протекает анализируемый воздух, содержащий определяемый компонент, а через сравнительный газовый детектор 6 протекает воздух, очищенный фильтром 5 от определяемого компонента.
В процессе движения измеряемого воздуха по воздушной цепочке с измерительного газового детектора 4 снимается сигнал, пропорциональный количеству сорбирующего вредного вещества, находящего в измеряемом воздухе, прошедшем через него и который через усилительно-преобразующее устройство 8 поступает в сравнивающее устройство 9.
Этот сигнал сравнивается с данными, заложенными в блоке базы данных вредных веществ 10. После их сравнения и анализа выходной сигнал сравнивающего устройства, характеризующий уже конкретные типы вредных веществ, находящихся в воздушной среде, поступает на измерительное устройство 11.
Одновременно на измерительное устройство 11 поступает сигнал от газового детектора стандартного состояния 6, который работает в стандартных температурных условиях, которые обеспечиваются термостатическим корпусом 12. При этом измерительный фильтр 5 должен полностью поглощать определяемые компоненты, содержащиеся в анализируемом воздухе.
Таким образом, анализ сигналов детекторов 4 и 6 характеризует не только наличие конкретных типов вредных веществ в воздухе, но и отклонение их суммарной концентрации от табличного («нулевого») значения. Данное значение запоминается в измерительном устройстве 11.
В режиме "Продувка" по сигналу системы управления побудитель расхода 3 изменяет направление вращения и прокачивает анализируемый воздух через элементы газоанализатора в противоположном направлении. При этом анализируемый воздух забирается из атмосферы через трубку 1 и направляется последовательно в фильтр 7, газовый детектор стандартного состояния 6, дополнительный фильтр 5, измерительный газовый детектор 4. Затем воздух
стравливается через трубку 2 в атмосферу. Таким образом, в режиме "Продувка" через газовый детектор стандартного состояния 6 протекает воздух, очищенный в фильтре 7 от определяемых компонентов. Фильтр 7 должен полностью поглощать определяемые компоненты, содержащиеся в анализируемом воздухе, и имеет характеристики, аналогичные фильтру 5. Такой же воздух протекает в этом режиме работы анализатора и через измерительный газовый детектор 4.
В случае необходимости определения наличия и концентрации одного конкретного вещества необходимо установить фильтры 5 и 7 только для этого вещества. Остальной порядок работы остается прежним.
Когда через детекторы 4 и 6 протекает очищенный воздух, сигналы этих детекторов в идеальном случае могут быть равны, и тогда их разность равна нулю. В общем случае эта разность может иметь некоторое значение, которое в измерительном устройстве 11 вычитается из сигнала газоанализатора, полученного в режиме работы "Измерение". Полученный после этой операции сигнал и является мерой пропорциональной микроконцентрации определяемых вредных веществ в воздушной среде. На этом один цикл измерения заканчивается. В последующих циклах работы газоанализатора все операции повторяются. При необходимости измерения значений концентраций в заданном объеме или за определенный промежуток времени необходимо повторить измерения в следующем цикле. В последующих циклах работы газоанализатора все операции повторяются.
Импульсный газоанализатор может найти применение в системах контроля взрывоопасных, особо вредных и отравляющих примесей в воздухе. С этой целью он может быть перенастроен только для определения этих конкретных примесей. Это достигается заменой фильтров 5 и 7, которые задерживают измеряемую примесь, находящуюся в воздушной среде.
Причем газоанализатор способен функционировать без применения дополнительных громоздких устройств газоснабжения чистым или инертным воздухом, обычно включающих в свой состав баллон с воздухом, находящимся
под высоким давлением.
Использование импульсного газоанализатора позволяет повысить количество информации о параметрах измеряемого воздуха. Он может быть легко перенастроен для определения нахождения конкретных вредных веществ, находящихся в воздушной среде.
Предлагаемый импульсный газоанализатор может быть реализован с использованием стандартных побудителей расхода газа, измерительных устройств и газовых детекторов, которые содержат проточную камеру с чувствительным элементом, например, термокондуктометрические, термохимические, сорбционно-кондуктометрические и др.
Импульсный газоанализатор технологичен, т.к. легко разбирается и собирается.