Газоанализатор
Изобретение относится к измерительной технике - устройствам анализа газа в окружающей среде при повышенных положительных и низких отрицательных температурах. Сущность: газоанализатор содержит собственно датчик газа, дроссель потока, побудитель расхода газа, блок обработки информации, аналогово-цифровой преобразователь, цифровой индикатор содержания газа, световую сигнализацию предельных содержаний, звуковой зуммер предельных содержаний, термоэлектрический модуль Пельтье, который закреплен непосредственно на конструкции датчика газа, датчики температуры датчика газа и входного воздушного потока, два задатчика температуры для принудительного охлаждения и нагрева датчика газа, устройство обработки информации, получаемой с датчиков температуры и задатчиков температуры, которое соединено последовательно с контроллером и усилителем, управляющим направлением и силой электрического тока, проходящего через термоэлектрический модуль Пельтье и, следовательно, температурным режимом датчика газа. Технический результат изобретения заключается в расширении диапазона рабочих температур газоанализатора и повышении стабильности определения газа в окружающем воздухе. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, устройству газоанализаторов. Может быть использовано для количественного определения содержания газа в окружающем воздухе, в том числе в области низких температур.
Известен анализатор GASLINK французской фирмы "ANALYSE DETECTION SECURITE" [1]. Недостаток - температура функционирования от -10 до +50oС. Известны высокочувствительные мониторы для вредных газов японской фирмы "RUKEM KEUKU" модель ГР-250 и немецкой фирмы "DRAGER WERK AG", для определения которых работают методом фотометрии с бумажной детектирующей лентой, либо оптоэлектронным детектором, либо электромеханическим детектором [2, 3]. Недостаток - рабочая температура от 0 до +5oС, т.е. не работают в области низких температур. Известен также анализатор японской фирмы "RUKEM KEUKU" [2] типа ЕС-565 [2], содержащий побудитель расхода, дроссель, электрический элемент на определяемый газ, блок обработки информации, аналогово-цифровой преобразователь, цифровой индикатор, сигнальную лампу и звуковой зуммер. Недостаток - ограниченный диапазон температуры окружающей среды (0oC) - (+40oС) и относительной влажности (30-90%). зависимость от наличия газообразного хлора в окружающей среде. В качестве прототипа принимаем газоанализатор типа ЕС-565 [2]. Таким образом, задачей настоящего изобретения является расширение температурного диапазона рабочих температур в области низких значений до -50oС, повышение стабильности определения анализатора определенного газа в окружающем воздухе. Указанная цель достигается новой конструкцией газоанализатора, которая включает введение модуля Пельтье, с помощью которого охлаждают и нагревают корпус собственно датчика газа, а для согласования воздействий на модуль Пельтье через силу тока введены датчики температуры входного газового потока, собственно датчика температуры газодатчика, задатчики температуры, устройство обработки информации со всех датчиков температуры и формирования необходимых управляющих воздействий, а именно, значений величины тока и его направления через контроллер и усилитель непосредственно на полупроводниковые структуры модуля Пельтье. Анализатор представлен на фиг.1: 1 - анализатор содержания определенного газа в окружающей среде, 2 - собственно датчик на определенный газ, 3 - дроссель газового потока, 4 - побудитель расхода газового потока, 5 - входной поток газа, 6 - выходной поток газа, 7 - блок обработки информации (микропроцессор), 8 - аналого-цифровой преобразователь, 9 - цифровой индикатор содержания определенного газа в воздушной среде,10 - световая сигнализация о содержании газа,
11 - звуковая сигнализация о содержании газа,
12 - модуль Пельтье, закрепленный на датчике газа,
13 - датчик температуры входного потока газа,
14 - датчик температуры непосредственно конструкции датчика газа,
15 - задатчики температуры для принудительного охлаждения и нагрева датчика газа,
16 - устройство обработки информации с датчиков температуры,
17 - контроллер управления,
18 - усилитель управления током модуля Пельтье
Работа газоанализатора
В газоанализатор 1 входной поток окружающего газа 5 побудителем расхода 4 протягивается через собственно датчик определенного газа 2 и дроссель потока газа 3 и выбрасывается выходящим потоком 6 в окружающую среду. Выходная информация датчика газа 2 поступает на блок обработки информации 7 и через цифроаналоговый преобразователь 8 поступает на цифровой индикатор содержания газа 9, а также на сигнализацию предельных содержаний газа световую 10 и звуковую 11. На конструкции датчика газа 2 закреплен модуль Пельтье 12. Входной поток газа обтекает датчик температуры газа 13, температура собственно датчика газа фиксируется датчиком 14. Информация с датчиков температуры 13, 14 и двух задатчиков температуры для принудительного охлаждения 15' и нагрева 15'' поступает на устройство обработки информации 16. При низких температурах входного газового потока до -50oС на модуль Пельтье поступает через контроллер 17 и усилитель 18 такой электрический ток величины и направления, под воздействием которого модуль Пельтье нагревает датчик газа, при высоких положительных температурах воздушного потока на модуль Пельтье поступает другой полярности направления и величины ток, под воздействием которого модуль Пельтье охлаждает конструкцию датчика газа. Информация с УОИ 16 поступает на контроллер 17, который по разности температур формирует управление на усилитель 18, который побуждает протекание через модуль Пельтье 12 тока определенной величины и определенного направления, чтобы обеспечить заданные температурные условия для модуля Пельтье и обеспечить работоспособность анализатора газа как при низких температурах до -50oС, так и высоких до +60oС. Предлагаемое изобретение - устройство анализатора газа - отвечает условиям патентоспособности, так как является новым по элементам и по связям между ними, дополнительно введены модуль Пельтье, который закреплен на датчике газа, датчики температуры входного потока газа, конструкции собственно датчика газа, задатчики температуры датчика газа, устройство обработки информации с датчиков температуры, контроллер, усилитель для воздействия током на модель Пельтье. Предложенное изобретение имеет изобретательский шаг, так как обеспечивает работу газоанализатора при низких до -50oС и высоких до +60oС температурах газового потока из окружающей среды. Предложенное изобретение промышленно применимо в металлургии, галлургии, строительстве и других отраслях промышленности, где принципиально важна работа датчика при повышенных положительных и низких отрицательных температурах в условиях Севера. Литература
1.Каталог фирмы, "ANALYSE DETECTION SECURITE". 2. Каталог фирмы "RUKEM KEUKU".
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1