НАСАДКА ГАЗОАНАЛИЗАТОРА С УДЛИНЕННЫМ ГАЗОНАПРАВЛЯЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ
GAS ANALYZER NOZZLE WITH EXTENDED GAS-GUIDING ELEMENT

Изобретение относится к зонду газоанализатора, выполненному с возможностью отбора газа, а также к насадке газоанализатора для такого зонда газоанализатора.
Для создания вакуума газоанализатор обеспечен вакуумным насосом для отбора газа в вакуум. Отобранный газ анализируется для выявления по меньшей мере одного компонента отобранного газа. Вакуумный насос газоанализатора соединен с зондом газоанализатора, как правило, с помощью удлиненного гибкого шланга, способного направлять зонд газоанализатора в целевую область. Газ отбирается через впускное отверстие наконечника газоанализатора вдоль серединного перпендикуляра впускного отверстия, причем впускное отверстие обеспечено дистально на зонде газоанализатора. Такие газоанализаторы используются, как правило, для обнаружения утечек, при этом зонд газоанализатора чаще всего направляется вручную по области, подлежащей проверке на возможную утечку. Зонд газоанализатора может, например, направляться над объектом испытаний, в котором поверочный газ используется для повышения давления объекта относительно окружающей атмосферы, чтобы обнаружить возможную утечку поверочного газа.
Основная трудность в обнаружении утечек состоит в том, что для обнаружения утечки обычно желательно, чтобы сильный поток газа, отобранного через зонд газоанализатора, был получен уже на большом расстоянии. Однако, чем больше поток отобранного газа, тем ниже концентрация обнаруженного поверочного газа в потоке отобранного газа, и тем ниже предел обнаружения для поверочного газа. Кроме того, воздушные потоки, поперечные направлению впуска зонда газоанализатора, могут иметь эффект, заключающийся в том, что часть поверочного газа, выходящего с утечкой, выходит из наконечника газоанализатора и не обнаруживается газоанализатором. Этот эффект уменьшает предел обнаружения поверочного газа, тем больше, чем больше расстояние между утечкой и наконечником газоанализатора.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить улучшенный зонд газоанализатора и улучшенная насадка газоанализатора.
Эта задача решается с помощью признаков пунктов 1 и 2 формулы изобретения.
Зонд газоанализатора обеспечен по меньшей мере одним удлиненным газонаправляющим элементом. В качестве альтернативы предусмотрена насадка газоанализатора, которая выполнена с возможностью установки на зонде газоанализатора и обеспечена по меньшей мере одним удлиненным элементом. Что касается удлиненного элемента, то «газонаправляющий» означает, что удлиненный элемент воздействует на потоки воздуха или газа в поперечном направлении открытой зоны впускного отверстия, то есть перпендикулярно серединному перпендикуляру впускного отверстия. Это делается для того, чтобы избежать того, чтобы такие поперечные потоки уносили поверочный газ от впускного отверстия или предотвращали его отбор во впускное отверстие. Здесь удлиненный элемент расположен по существу параллельно серединному перпендикуляру впускного отверстия, вдоль которого отбирается газ, так что впуск газа через впускное отверстие вдоль серединного перпендикуляра оказывается минимальным. Используемый здесь термин «по существу» относится к наклонному расположению в диапазоне углов до 20 градусов, предпочтительно до 10 градусов и особенно предпочтительно до 5 градусов относительно параллельной линии. Предпочтительно, чтобы удлиненный элемент воздействовал на поперечные потоки больше, чем на потоки газа вдоль серединного перпендикуляра. Удлиненный элемент также может служить для уменьшения турбулентности потока газа. Это приводит к тому преимуществу, что доля поверочного газа в отобранном потоке газа увеличивается из-за уменьшенных поперечных потоков, и что предел обнаружения для обнаружения поверочного газа в отобранном потоке газа уменьшается.
Удлиненный элемент представляет собой элемент, продольный размер которого вдоль серединного перпендикуляра больше, чем его ширина или глубина, поперечная серединному перпендикуляру. Удлиненный элемент может представлять собой двухмерный листовой элемент, глубина которого значительно меньше его ширины, а ширина меньше его длины. В качестве альтернативы элемент может представлять собой волокнообразный цилиндрический элемент. Это может быть, например, волокно с круглым поперечным сечением. Предпочтительно, чтобы множество удлиненных элементов вышеописанного типа было расположено вокруг с впускным отверстием, чтобы образовать барьер для поперечных потоков. Предпочтительно, чтобы удлиненные элементы были распределены вокруг впускного отверстия, например, кольцеобразно. Таким образом, поперечные потоки подвергаются воздействию из любого возможного направления, поперечного серединному перпендикуляру плоскости впускного отверстия, в то время как поток газа в продольном направлении вдоль серединного перпендикуляра подвергается незначительному воздействию. Удлиненные элементы предпочтительно выполнены упругоэластичными. В случае удлиненных волокон это приводит к структуре, подобной кисточке, для предотвращения поперечных потоков и для направления потока газа вдоль волокон.
Удлиненный элемент продолжается дистально за впускное отверстие, так что газ, отобранный в потоках, проходит удлиненный элемент до того, как он достигает впускного отверстия. В случае упругоэластичных удлиненных элементов или эластичноупругого элемента они также могут служить индикатором для регулировки и поддержания подходящего расстояния от поверхности объекта испытаний, который подвергается газоанализу. Длина удлиненного элемента, выступающего дистально за впускное отверстие, должна соответствовать оптимальному расстоянию между впускным отверстием и поверхностью, подвергнутой газоанализу. При контакте между дистальными концами удлиненных элементов и поверхностью, подверженной газоанализу, удлиненные элементы обеспечивают тактильно заметное сопротивление.
Возможно обеспечивать дистальный конец по меньшей мере одного удлиненного элемента сенсорным датчиком, который при контакте с поверхностью, подлежащей газоанализу, генерирует сигнал, который указывает, что наконечник газоанализатора поддерживает правильное расстояние от объекта испытаний. Сигнал может быть сгенерирован хорошо известным образом, например в электронном виде, и передаваться в газоанализатор.
В другом варианте выполнения возможно, что удлиненный газонаправляющий элемент выполнен из газопроницаемого, например, губчатого материала. Преимущественно, газопроницаемость больше в продольном направлении удлиненного элемента, то есть в направлении впуска газа, параллельном серединному перпендикуляру плоскости впускного отверстия, чем в направлении, поперечном к продольному направлению, чтобы оказывать воздействие на поперечные потоки газа больше, чем на продольные потоки. Газопроницаемый материал удлиненного элемента может закрывать впускное отверстие, так что отобранный газ отбирается через материал. В этом случае особенно предпочтительно, если газопроницаемость больше в продольном направлении, чем в поперечном направлении. В качестве альтернативы удлиненный элемент также может быть расположен смежно с впускным отверстием, например, в форме экрана, экранирующего поперечные потоки как ветровое стекло. Расположение множества удлиненных элементов из газопроницаемого материала вышеописанного типа также возможно.
Ниже приведено подробное объяснение вариантов выполнения изобретения со ссылкой на Фигуры. На Фигурах:
Фиг.1 представляет собой продольное сечение насадки газоанализатора (первый вариант выполнения),
Фиг. 2 чертеж зонда газоанализатора с насадкой газоанализатора Фиг. 1,
Фиг. 3 продольное сечение зонда газоанализатора (второй вариант выполнения изобретения) и
Фиг. 4 чертеж зонда газоанализатора на Фиг. 3.
Насадка 12 газоанализатора в соответствии с первым вариантом выполнения имеет цилиндрический корпус 14, обеспеченный каналом для потока отобранного газа, причем канал для потока продолжается по центру через корпус 14. На проксимальном, то есть на переднем конце 18, видимом в направлении потока газа отобранного потока газа, насадка 12 газоанализатора может быть установлена на наконечнике 20 газоанализатора зонда 22 газоанализатора, как показано на Фиг.2. Для этой цели насадка 12 газоанализатора и зонд 22 газоанализатора могут быть обеспечены дополнительными блокирующими соединительными элементами, не показанными на Фигурах.
На дистальном конце 24, противоположном проксимальному концу 18, насадка 12 газоанализатора обеспечена впускным отверстием 26, открывающимся в канал 16 потока газа. По меньшей мере, для большей части, газ отбирается через впускное отверстие 26 вдоль серединного перпендикуляра 28, то есть в направлении впуска, параллельного прямой линии, расположенной перпендикулярно поверхности впускного отверстия 26 и проходящей через центр впускного отверстия 26.
Дистальный конец 24 обеспечен множеством волокнообразных удлиненных элементов 30, которые выступают в виде тонких волокон подобно кисточке от дистального конца 24 и продолжаются в дистальном направлении.
Хотя первый вариант выполнения на Фигурах 1 и 2 отличается тем, что он обеспечен наконечником 20 газоанализатора зонда 22 газоанализатора с насадкой 12 газоанализатора, имеющей удлиненные элементы, второй вариант выполнения на Фигурах 3 и 4 основан на идее прикрепления удлиненных элементов непосредственно к наконечнику 20 газоанализатора. В первом варианте выполнения множество удлиненных элементов расположено в области впускного отверстия 26 насадки 12 газоанализатора и продолжается за пределы этого впускного отверстия 24. Во втором варианте выполнения удлиненные элементы расположены в области впускного отверстия 25 наконечника 20 газоанализатора и продолжаются дистально за его пределы.
Удлиненные элементы 30 образуют барьер для поперечных потоков 32, направленных поперечно или почти поперечно к серединному перпендикуляру 28, причем барьер кольцеобразно распределен вокруг впускного отверстия 26 и 25 соответственно. Газопроницаемость этого барьера значительно выше и предпочтительно максимальна в продольном направлении вдоль серединного перпендикуляра 28 и значительно ниже и предпочтительно ничтожно мала для поперечных потоков 32, направленных поперечно к серединному перпендикуляру 28.
Фиг. 1 и 3 схематически изображают утечку 34 на поверхности 36, подлежащей газоанализу, звездообразное расположение стрелок 38, указывающих на поверочный газ, вытекающий из утечки 34. Удлиненные элементы 30 исключают возможность того, что поперечные газовые потоки 32 переносят выходящий поверочный газ 38 из впускного отверстия 26. Когда удлиненные элементы 30 контактируют с поверхностью 36, подлежащей газоанализу, в области утечки 34, газ 38, выходящий из утечки 34, направляется в продольном направлении вдоль серединного перпендикуляра 28 к впускному отверстию 26 или 25 и течет оттуда через канал 16 потока газа в газоанализатор для оценки, газоанализатор не показан на чертежах.