RU2029290C1

RU2029290C1 - Photocolorimetric gas analyzer

Info

Publication number: RU2029290C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Николаев
Original assignee: Юрий Николаевич Николаев
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: analytical devices. SUBSTANCE: holder of indication member of the colorimetric gas analyzer is made in form of hollow cylindrical cup. Internal surface of the cup has a protrusion which forms thread. Gas analyzer has also tape indication member rejector made in form of spring lever. One end of the lever is attached to the case. The other end is disposed inside the hollow cup and bent in the direction of internal side surface of the cup. EFFECT: improved precision. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аналитическим приборам, используемым для измерения концентрации вредных веществ (газов) в воздухе, основано на измерении изменений оптических свойств поверхности газочувствительного элемента под воздействием анализируемой среды и может быть использовано в различных отраслях промышленности. The invention relates to analytical instruments used to measure the concentration of harmful substances (gases) in the air, based on measuring changes in the optical properties of the surface of the gas-sensitive element under the influence of the analyzed medium and can be used in various industries.

Известен фотоколориметрический газоанализатор с ленточным газочувствительным индикаторным элементом, включающий корпус, источник и приемник излучения, регистрационный прибор, держатель ленточного индикаторного элемента в виде кассеты, узел дозировочной подачи индикаторной ленты, кинематически связанный с электродвигателем как приводом подачи ленты [1]. Known photocolorimetric gas analyzer with a tape gas-sensitive indicator element, comprising a housing, a source and a radiation receiver, a registration device, a holder of a tape indicator element in the form of a cassette, a metering tape metering unit, kinematically connected to an electric motor as a tape feed drive [1].

Недостатком указанного фотоколориметрического газоанализатора с ленточным индикаторным элементом является низкая точность измерения, обусловленная влиянием запыленности воздуха, который просасывают через толщу ленты. Относительная погрешность измерений составляет 20-30%. Дополнительную запыленность воздуха в измеряемой зоне создают также продукты истирания ленты в процессе эксплуатации фотоколориметра при перемотке ленты. Кроме того, при подаче ленты с кассеты на кассету также недостаточна стабильность расстояния между поверхностью ленты, источником и приемником излучения. Увеличение же усилий прижимающей головки приводит к дополнительному истиранию ленты и загрязнению ее продуктами воздуха в зоне измерения или усложнения устройства. The disadvantage of this photocolorimetric gas analyzer with a tape indicator element is the low accuracy of the measurement, due to the influence of dust in the air, which is sucked through the thickness of the tape. The relative measurement error is 20-30%. Additional dustiness of the air in the measured zone is also created by the products of abrasion of the tape during operation of the photocolorimeter while rewinding the tape. In addition, when feeding tape from cartridge to cartridge, there is also insufficient stability of the distance between the surface of the tape, the source and the radiation receiver. The increase in the efforts of the pressing head leads to additional abrasion of the tape and its contamination with air products in the measurement zone or the complexity of the device.

Наиболее близким по технической сущности является фотоколориметрический газоанализатор, содержащий корпус, источник и приемник излучения, держатель-диск с газочувствительным таблеточным индикаторным элементом, электродвигатель, на ось которого посажен держатель-диск индикаторного элемента, электрическую измерительную схему, вторичный прибор, программное устройство и устройство регенерации поверхностного слоя таблетки (скребок) [2]. The closest in technical essence is a photocolorimetric gas analyzer containing a housing, a radiation source and receiver, a disk holder with a gas-sensitive tablet indicator element, an electric motor on which an indicator element disk holder is mounted, an electrical measuring circuit, a secondary device, a software device and a regeneration device the surface layer of the tablet (scraper) [2].

Недостатком указанного газоанализатора является недостаточная точность измерения концентрации вредных примесей в измеряемом воздухе из-за запыленности воздуха, в том числе продуктами поверхностного слоя индикаторной таблетки при ее регенерации скребком. Кроме того, регенерация поверхности индикаторной таблетки скребком приводит к уменьшению ее толщины и, следовательно, к разъюстировке оптических каналов при эксплуатации, что также снижает точность измерений. The disadvantage of this gas analyzer is the lack of accuracy in measuring the concentration of harmful impurities in the measured air due to dustiness of the air, including products of the surface layer of the indicator tablet during its regeneration with a scraper. In addition, the regeneration of the surface of the indicator tablet with a scraper leads to a decrease in its thickness and, consequently, to misalignment of the optical channels during operation, which also reduces the accuracy of the measurements.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения чувствительности к запыленности газа в зоне измерения. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the sensitivity to dustiness of gas in the measurement zone.

Цель достигается тем, что в фотоколориметрическом газоанализаторе, включающем корпус, держатель с газочувствительным индикаторным элементом, электродвигатель, на ось которого посажен держатель индикаторного элемента, источник света и фотоэлемент, оптически сопряженный с ним по падающему и отраженному от индикаторного элемента лучу, прибор, регистрирующий изменение оптических свойств поверхности индикаторного элемента, в котором держатель индикаторного элемента выполнен в виде полого цилиндрического стакана, внутренняя поверхность которого снабжена выступом, образующим винтовую резьбу, газоанализатор снабжен сбрасывателем ленточного индикаторного элемента, выполненным в виде пружинного рычага, один конец которого закреплен к корпусу, а другой конец рычага расположен внутри полого цилиндрического стакана и изогнут к внутренней поверхности стакана. The goal is achieved by the fact that in a photocolorimetric gas analyzer, including a housing, a holder with a gas-sensitive indicator element, an electric motor, on the axis of which the holder of the indicator element is mounted, a light source and a photocell optically coupled to it along the incident and reflected beam from the indicator element, a device that records the change optical properties of the surface of the indicator element, in which the holder of the indicator element is made in the form of a hollow cylindrical glass, the inner surface which is provided with a projection forming a screw thread, the analyzer is provided with ejector rod indicator element designed as a spring arm having one end secured to the housing and the other end of the lever is disposed within a hollow cylindrical sleeve and is bent to the inner surface of the glass.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что предотвращено загрязнение воздуха продуктами истирания газочувствительного индикаторного элемента (ленты) в зоне отражения падающего луча от поверхности газочувствительного индикаторного элемента (ленты), которая помещается на внутреннюю стенку цилиндрического стакана отдельными обрезками. Кроме того, прижим ленты к стенке стакана осуществляется за счет центробежной силы вращения стакана. Центробежные силы, обеспечивая прижим обрезка индикаторной ленты, стабилизируют расстояние между поверхностью индикаторной ленты, источником света и фотоэлементом, что предотвращает разъюстировку прибора при эксплуатации. Сбрасыватель ленточного индикаторного элемента одновременно с разгрузкой производит очищение от пыли внутренней поверхности цилиндрического стакана, стабилизирует расстояние между индикаторной лентой, источником света и фотоэлементом, что в конечном итоге повышает точность измерения, особенно при проведении замеров в запыленном воздухе. The essence of the proposed technical solution is that air pollution is prevented by the abrasion products of the gas-sensitive indicator element (tape) in the area of reflection of the incident beam from the surface of the gas-sensitive indicator element (tape), which is placed on the inner wall of the cylindrical glass by separate scraps. In addition, the clamp tape to the wall of the glass is due to the centrifugal force of rotation of the glass. Centrifugal forces, providing clamping of the indicator tape, stabilize the distance between the surface of the indicator tape, the light source and the photocell, which prevents alignment of the device during operation. At the same time as the unloading device, the strip of the indicator element removes dust from the inner surface of the cylindrical glass, stabilizes the distance between the indicator tape, the light source and the photocell, which ultimately increases the measurement accuracy, especially when measuring in dusty air.

Известных технических решений, характеризующихся предложенной совокупностью признаков и позволяющих повысить точность измерений, проводимых особенно в запыленном воздухе, не обнаружено, что позволяет сделать выводы о новизне, существенных отличиях и достигнутом техническом уровне предложенного технического решения. Known technical solutions, characterized by the proposed combination of features and allowing to increase the accuracy of measurements taken especially in dusty air, were not found, which allows us to draw conclusions about the novelty, significant differences and the achieved technical level of the proposed technical solution.

На чертеже схематично представлен предлагаемый фотоколориметрический газоанализатор. The drawing schematically shows the proposed photocolorimetric gas analyzer.

На корпусе 1 установлен электродвигатель 2, на ось 3 которого насажен держатель в виде цилиндрического стакана 4. An electric motor 2 is mounted on the housing 1, on the axis 3 of which a holder is mounted in the form of a cylindrical cup 4.

Закрепленные на корпусе 1 источник 5 света и фотоэлемент 6 размещены во внутренней полости цилиндрического стакана 4, сопряжены (сфокусированы) между собой по падающему и отраженному от газочувствительного ленточного индикаторного элемента 7 лучу и подключены к прибору 8, регистрирующему изменение оптических свойств поверхности газочувствительного индикаторного элемента (ленты). На внутренней поверхности цилиндрического стакана 4 имеется выступ 9, который расположен по винтовой линии и образует резьбу. На корпусе 1 установлен сбрасыватель ленточного индикаторного элемента 7, выполненный в виде пружинного рычага 10, один конец которого шарнирно закреплен к корпусу 1. Другой конец рычага 10 расположен внутри цилиндрического стакана 4, при этом его конец Г-образно изогнут к внутренней боковой поверхности стакана 4 и при соприкосновении с резьбовым выступом 9 стакана 4 имеет возможность перемещения по резьбе и вытеснения ленточного индикаторного элемента 7 из полости цилиндрического стакана 4. The light source 5 and the photocell 6 mounted on the housing 1 are placed in the inner cavity of the cylindrical cup 4, are interfaced (focused) with each other along the incident beam and reflected from the gas-sensitive tape indicator element 7 and connected to the device 8, which registers a change in the optical properties of the surface of the gas-sensitive indicator element ( tapes). On the inner surface of the cylindrical glass 4 there is a protrusion 9, which is located along a helical line and forms a thread. On the housing 1 there is a belt indicator dropper 7 made in the form of a spring lever 10, one end of which is pivotally fixed to the housing 1. The other end of the lever 10 is located inside the cylindrical cup 4, while its end is L-shaped bent to the inner side surface of the cup 4 and in contact with the threaded protrusion 9 of the glass 4 has the ability to move along the thread and displace the tape indicator element 7 from the cavity of the cylindrical glass 4.

Газоанализатор работает следующим образом. The gas analyzer operates as follows.

На внутреннюю резьбовую поверхность цилиндрического стакана 4 помещают отрезок индикаторного элемента (ленты) 7, включают электродвигатель 2, который приводит во вращение цилиндрический стакан 4. Центробежные силы прижимают индикаторный элемент 7 к стенке стакана 4. После включения источника 5 света, фотоэлемента 6 регистрирующий прибор 8 производит измерение изменения цвета индикаторной ленты 7, цвет которой изменяется в результате селективной фотоколориметрической реакции газочувствительного вещества индикаторного элемента 7 с соответствующей газовой примесью в воздухе. Регистрирующий прибор 8 считывает оптический сигнал, отраженный от индикаторного элемента 7. Шкала регистрирующего прибора 8 проградуирована в единицах концентрации вредного вещества в воздухе. Величина концентрации пропорциональна скорости изменения цвета (коэффициента отражения) индикаторного элемента. A segment of the indicator element (tape) 7 is placed on the inner threaded surface of the cylindrical glass 4, the electric motor 2 is turned on, which drives the cylindrical glass 4. The centrifugal forces press the indicator element 7 against the wall of the glass 4. After turning on the light source 5, photocell 6, a recording device 8 measures the color change of the indicator tape 7, the color of which changes as a result of the selective photocolorimetric reaction of the gas-sensitive substance of the indicator element 7 with the corresponding stvuyuschey gaseous impurities in the air. The recording device 8 reads the optical signal reflected from the indicator element 7. The scale of the recording device 8 is calibrated in units of the concentration of the harmful substance in the air. The concentration value is proportional to the color change rate (reflection coefficient) of the indicator element.

По окончании измерений нажимают на пружинный рычаг 10, Г-образный конец его входит в соприкосновение с резьбовым выступом 9, перемещается к внешнему краю цилиндрического стакана 4, сбрасывает отрезок индикаторного элемента 7 и одновременно очищает внутреннюю резьбовую поверхность стакана 4 от пыли. Измерения закончены. At the end of the measurements, press the spring lever 10, its L-shaped end comes into contact with the threaded protrusion 9, moves to the outer edge of the cylindrical cup 4, discards the segment of the indicator element 7 and at the same time cleans the dust from the inner threaded surface of the cup 4. The measurements are completed.

Проводились испытания предлагаемого фотоколориметрического газоанализатора при измерении концентраций вредных веществ (газов) в воздухе различной запыленности. Tests of the proposed photocolorimetric gas analyzer were conducted when measuring the concentrations of harmful substances (gases) in air of various dust levels.

Относительная погрешность измерений концентрации аммиака в воздухе составила 10-15% при различной его запыленности. The relative error in measuring the concentration of ammonia in the air was 10-15% at different dust levels.

Известные газоанализаторы (аналог и прототип) показали относительную погрешность измерений 20-30%. Known gas analyzers (analogue and prototype) showed a relative measurement error of 20-30%.

Таким образом предлагаемый газоанализатор обладает более высокой точностью измерений, легко поддается автоматизации, в нем уменьшена чувствительность к запыленности газа. Thus, the proposed gas analyzer has a higher measurement accuracy, is easily amenable to automation, and sensitivity to gas dustiness is reduced in it.

Claims

A PHOTO-COLORIMETRIC GAS ANALYZER including a housing, a holder with a gas-sensitive indicator element, an electric motor, on the axis of which there is an indicator element holder and optically coupled light source and photocell, and a recording device, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the indicator element holder is made in the form a hollow cylindrical glass, the inner surface of which is provided with a protrusion forming a helical thread, and further comprises a reset indicator the ator element, made in the form of a spring lever, one end of which is movably attached to the housing, and the other end of the lever is made curved to the inner side surface of the glass and is located inside it.