Устройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик п>966539 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 11. 80 (21) 3000338/23-26 с присоединением заявки ¹

G 01 N 1/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 543 ° 053 (088.8) Опубликовано 15.1082. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Белов, Б.А. Руденко, В.Д. Таланов, Р.И. Шехтман и .Н.П. Шоромов аа

Центральная аэрологическая обсерватория Г управления гидрометеорологической служ (71) Заявитель

/ (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХА С САМОЛЕТА

Изобретение-относится к устройствам получения и подготовки образцов для исследования в газообразном состоянии и может применяться при отборе проб воздуха на борт летательного аппарата с последующей подачей отобранных проб в гаэоанализатор.

Известно самолетное заборное уст ройство для подачи воздуха в салон самолета, содержащее входной воздушный тракт забора воздуха из атмосферы, компрессор, регулятор давле1 ния, поддерживающий постоянное давление в салоне самолета, термостатирующее устройство для подогрева или охлаждения сжатого воздуха и воздушные магистрали, подводящие воздух в сал он (Ф) .

I

Недостатком известного устройства является низкое качество пробы, так как состав воздуха, проходящего через такое заборное устройство во время компресси претерпевает ряд изменений. Так, например, газовые микропримеси вступают в химические реакции с элементами компрессора, взаимодействуют между собой во время прохождения воздуха по длинным воздушным магистралям, и каталитически разрушаются на металлических стенках1 компрессора и магистралей.

Известно также устройство для анализа газов, содержащее детектор, линию подачи анализируемого газа с установленными на ней побудителем расхода, регулятором давления и пневмосопротивлениями, линию подачи вспомогательного газа с установленными последовательно регулятором давления и термостатируемым пневмосопротивлением, измерительный и корректирующий усилители и компенсатор, выполненный в виде датчика перепада дав15 .ления (2).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции °

Наиболее близким по технической

20 сущности к изобретению является устройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета, содержащее по будитель расхода, термостатируемую входную магистраль и чувствительный элемент газоанализатора (3).

Недостатком известного устройства является низкая точность анализа воздуха, обусловленная тем, что изменение давления воздуха с измене.нием высоты полета самолета вызывает изменение массового расхода ана96б539,лизируемого воздуха, поступающего в газоанализатор, что значительно ухудшает условия работы газоанализатора.

Цель изобретения - повышение качества и точности анализа путем 5 уменьшения погрешности за" счет ста= билизации давления пробы воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что устройство .снабжено термостати руемым пневмосопротивлением, установ-10 ленным на входе чувствительного элемента, и регулятором давления, вход которого связан с выходом чувст" вительного элемента, а выход — с по.будителем расхода. !5

Кроме того, пневмосопротивление выполнено в виде капилляра, размеры которого определяют по следующей за" висимости

t. 8., Рмин где Радиус капилляра

„„ — минимально возможный коэффициент динамической вяз-. кости анализируемого воздуха; .Рмакс — максимально возможное дав † ление в атмосфере; — минимально возможное давление на максимальной высоте забора пробу — дина капилляра, см;

8 — производительность побу дителя.

При максимальной высоте полета самолета размеры капилляра определяют по следующей зависимости

< 4810 ГР 0

4 4О где r — - радиус капилляра,, мму — длина капилляра(1-100) см;

Q — производительность побудителя (О 1 10 -0 1) ° 45

На чертеже представлено устройство для отбсра проб атмосферного воздуха с самолета.

Устройство состоит из входной ма- . гистрали 1, пмевмосопротивления 2, чувствительного элемента газоанализатора 3, термостата 4, регулятора давления 5 и побудителя расхода б.

Крома того, устройство снабжено индикато9ом расхода 7 и индикаторами температуры и давления 8. Выход побудителя расхода б для облегчения его работы соединен .с помощью выходной магистрали 9 с внешней атмосферой "

Устройство работает следующим образом. - 60

Набегающий поток анализируемого воздуха поступает через входную магистраль 1 и пневмосопротивление 2 в чувствительный элемент газоанализатора 3 ° Оттуда воздух отсасывается через регулятор давления 5 побудителем 6 и выбрасывается наружу через магистраль 9. Расход воздуха контролируется с помощью индикатора расхода 7.,Поддержание постоянной:температуры воздуха осуществляется термостатом 4, в котором заключены входная магистраль 1, пневмосопротивление 2, чувствительный элемент газоанализатора 3. Поддержание постоянного давления анализируемого воздуха в чувствительном элементе 3 обеспечивается пневмосопротивлением

2 и регулятором давления 5. Температура и давление анализируемого воздуха контролируется с помощью индикаторов температуры и давления

8. Параметры пневмосопротивления 2 выбираются из тех соображений, что количество поступающего из атмосферы воздуха через пневмосопротивление 2 в чувствительный элемент 3 должно быть на всех высотах полета самолета меньше количества воздуха, ко« торое может отобрать побудитель расхода б из чувствительного элемента .3.

6 с а пнеьмосопр побз*и тел я

Равенство расходов воздуха, поступающего в чувствительный элемент 3 и

t отбираемого оттуда, достигается работой регулятора давления 5. Регулятор давления 5 должен быть настроен на минимально возможное, давление атмосферного воздуха, которое бывает на максимально возможной высоте полета самолета, т.е. для самолета ИЛ-18, имеющего поток 10.км, поддерживаемое давле» ние в чувствительном элементе должно быть около 250 мбар (давление на высоте 10 км).

Обеспечение минимальной длины входной магистрали, исполнение ее и пневмосопротивления из химически инертного материала, например из тефлона или кварца, позволяет свести к минимуму искажения состава анализируемого воздуха. Применение Изобретения позволяет повысить точность измерений за счет стабилизации погрешности.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета, содержащее побудитель расхода, термостатируемую входную магистраль и чувствительный элемент газоанализатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и точности анализа путем уменьшения погрешности за счет стабилизации давления пробы воздуха, оно снабжено термостатируемым пневмосопротивлением, установленным на входе чувствительного элемента, 966539

"МИН макс мин г

Ю

Составитель Н. Романникова

Редактор Т. Митрович Техред Ж.Кастелевич Корректор.М; Д

Демчик

Заказ 7832/59 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и регулятором давления, вход которо. го связан с выходом чувствительного элемента, а выход — с побудителем расхода.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а« ю щ е е с я тем, что пневмосопротивление выполнено в виде капилляра, размеры которого определяют по следующей зависимости.

- минимально возможный коэффициент динамической вязкости анализи,руемого воздуха;; — максимально возможное давление в атмосферен — минимально возможное давление на максимальной высоте забора пробу

- радиус капилляра, Мм1

- длина капилляра„ см;

- производительность побудителя.

6 г

3 У рой о no n. 2 чаю ще е с я тем, чтопри максимальной высоте полета самолета размеры капилляра определяют по следующей зависимости

5 . 4

„c 4,8.10 Л. s

:где г - радиус капилляра, мм;

0 — длина капилляра (1- 100) сму

Я вЂ” производительность побудите1О ля (0110 -01).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пассажирский самолет ИЛ-18.

Техническое описание. Кн. ЧХ. М., Оборонгиз ° 1961, с. 64-93.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2895422/23-26, кл. G.Ol N 3-1/08 1980.

3. Федынский А.В., Юшков В.А., 20 Шифрин Д. 4., Шолохова Н.Г. Применение.кулонометрического метода для измерения влажности атмосферы с са молета. — Метеорология и гидроло . гйя ., 1978, 9 6, с, 105-109.