RU2374632C1 - Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке - Google Patents
Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374632C1 RU2374632C1 RU2008140005/28A RU2008140005A RU2374632C1 RU 2374632 C1 RU2374632 C1 RU 2374632C1 RU 2008140005/28 A RU2008140005/28 A RU 2008140005/28A RU 2008140005 A RU2008140005 A RU 2008140005A RU 2374632 C1 RU2374632 C1 RU 2374632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell
- piezosensors
- case
- detection cell
- stream
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа воздуха или смесей газов, в том числе агрессивных, в потоке. Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке на основе одного или нескольких пьезосенсоров включает корпус, который выполнен в виде полой полусферы высотой 2,0-2,5 см с отверстиями, расположенными определенным образом, которая соединена с микропроцессором для возбуждения колебаний, регистрации и преобразования сигнала пьезосенсоров и передачи его на цифровое табло или пункт сбора информации, а корпус и крышка выполнены из фторопласта, позволяющего обеспечить плотное соединение крышки и ячейки детектирования без резьбы, устойчивость корпуса и измерительного элемента в агрессивных средах. При этом пьезосенсор (пьезосенсоры) и отверстия в ячейке расположены параллельно потоку воздуха так, что достигается максимальная эффективность сорбции детектируемых газов из потока на поверхности пьезосенсора. Технический результат направлен на повышение мобильности, значительное снижение габаритных размеров датчика, возможность совмещения его с непрерывной безоператорной системой контроля при размещении внутри газопроводов, увеличение эффективности сорбции детектируемых веществ в потоке, упрощение производства и эксплуатации газоанализатора. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа воздуха или смесей газов, в том числе потоков воздуха или другой газовой смеси с остаточным содержанием опасных газов с целью экспресс-анализа без пробоотбора и подготовки в режиме «in-line».
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является газоанализатор на основе матрицы пьезосенсоров, включающий корпус с патрубками, внутри которого расположены пьезосенсоры с чувствительными пленочными покрытиями для фиксирования основных компонентов газовой смеси, устройства для возбуждения колебаний и фиксирования сигналов пьзосенсоров в проточном или статическом режиме, при этом патрубки снабжены полиуретановыми прокладками и заглушками, а крышки и заглушки соединены с цилиндрическим корпусом и патрубками посредством резьбы, при этом возможен анализ газообразных проб различного состава, в том числе неустановленного, в двух режимах детектирования - проточном или статическом [Газоанализатор на основе матрицы пьезосенсоров. / Кучменко Т.А. пат. RU №2267775, МПК G01N 27/12. - №2004106385; заявл. 04.03.2004; опубл. 10.01.2006. Бюл. №01 // Изобретения, 2006. №1].
Недостатками существующего газоанализатора являются сложность размещения его в закрытых объектах, необходимость отбора проб и проведенеия исследования в лабораторных условиях; эксплуатации в потоке, а при использовании одного сенсора - низкая эффективность сорбции детектируемых газов из потока.
Техническая задача изобретения - увеличение мобильности, значительное снижение габаритных размеров датчика, возможность совмещения его с непрерывной безоператорной системой контроля при размещении внутри газопроводов, в том числе в агрессивных средах, а также увеличение эффективности сорбции детектируемых веществ в потоке за счет особой конструкции ячейки детектирования, размещения пьезосенсора, применения встроенного микропроцессора, позволяющих оперативно обращаться к датчику без помощи оператора, в том числе при проведении экспресс-анализа воздуха или смесей газов в режиме «in-line» без пробоотбора и пробоподготовки.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в миниатюрной ячейке детектирования газов в потоке на основе одного или нескольких пьезосенсоров, включающем корпус с крышкой, на которой расположены держатели для пьезосенсора (пьезосенсоров) с чувствительными пленочными покрытиями для фиксирования компонентов газовой смеси, миниатюрную схему возбуждения, новым является то, что корпус ячейки детектирования выполнен в виде полой полусферы высотой 2,0-2,5 см с рядами отверстий, расположенными с двух сторон параллельно потоку воздуха, в качестве устройства для возбуждения колебаний, регистрации и преобразования сигнала пьезосенсоров и передачи его на цифровое табло или пункт сбора информации применяется микропроцессор, причем корпус и крышка ячейки детектирования выполнены из фторопласта, чтобы обеспечить устойчивость корпуса и измерительного элемента в агрессивных средах, плотное соединение крышки и ячейки детектирования без резьбы, при этом пьезосенсор (пьезосенсоры) и отверстия в ячейке расположены в линию, что определяет максимальную эффективность сорбции детектируемых газов из потока на поверхности пьезосенсора, ячейка детектирования крепится с внутренней стороны труб, крышек вентилей и других частей агрегатов.
Технический результат заключается в повышении мобильности, значительном снижении габаритных размеров датчика за счет конструкции корпуса (полая сфера с отверстиями) и крышки ячейки детектирования с плотно расположенными отверстиями под крепежные элементы пьезосенсоров, применения миниатюрных пьезосенсоров, возможности совмещения его с непрерывной безоператорной системой контроля при размещении внутри газопроводов за счет применения программированного микропроцессора, а также в увеличении эффективности сорбции детектируемых веществ в потоке за счет расположения отверстий вверху полусферы с двух сторон и пьезосенсора(ов) в держателях на крышке «в линию» относительно потока воздуха или смеси газов, в упрощении эксплуатации газоанализатора за счет применения для изготовления корпуса и крышки фторопласта, позволяющего без резьбы просто и плотно соединять обе детали, проводить анализ без пробоотбора и пробоподготовки в режиме «in-line» даже в агрессивных средах, длительно не заменять пьезосенсор при сохранении его эксплуатационных характеристик.
Фиг.1 - Общая схема миниатюрной ячейки детектирования газов в потоке.
Фиг.2 - Пример размещения миниатюрной ячейки детектирования газов в потоке.
Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке (фиг.1) представляет собой корпус 1, выполненный в виде полой полусферы высотой 2,0-2,5 см с рядами отверстий 3, расположенными с двух сторон параллельно потоку воздуха, жестко сцепленной с крышкой 2 с держателями 4, устанавливающими пьезосенсоры параллельно потоку воздуха или газов («в линию»), от которых отходят крепления на микропроцессор 4, расположенный над крышкой и обеспечивающий возбуждение колебаний, регистрацию и преобразование сигнала пьезосенсоров 6 и передачу его на цифровое табло или пункт сбора информации. Корпус и крышка выполнены из фторопласта, позволяющего обеспечить плотное соединение крышки и ячейки детектирования без резьбы, устойчивость корпуса и измерительного элемента в агрессивных средах, при этом пьезосенсор (пьезосенсоры) и отверстия в ячейке расположены параллельно потоку воздуха («в линию»), чем достигается максимальная эффективность сорбции детектируемых газов из потока на поверхности пьезосенсора.
Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке работает следующим образом.
Пьезосенсор (пьезосенсоры) 6 с селективной пленкой сорбента на электродах помещается в держателе(-ях) 4 на крышке 2, расположенном так, чтобы сенсор функционировал в режиме «в линию» относительно потока воздуха. При этом крышка жестко закреплена, например, на крышках входных или выходных отверстий трубопроводов, реакторов и т.п. (фиг.2-а) или непосредственно на стенках корпуса или трубы (фиг.2-б), и совмещена с миниатюрным микропроцессором 5 для возбуждения колебаний, регистрации и преобразования сигнала пьезосенсоров и передачи его на цифровое табло или пункт сбора информации. На крышку 2 плотно надевается корпус 1 ячейки детектирования, который выполнен в виде полой полусферы высотой 2,0-2,5 см вверху с двух сторон с рядами отверстий 3, расположенными в одну линию с сенсором и параллельно относительно потока воздуха или газа. Корпус и крышка выполнены из фторопласта, позволяющего обеспечить их плотное соединение без резьбы, устойчивость корпуса и измерительного элемента в агрессивных средах.
Через отверстия 3 с одной и другой стороны корпуса поток воздух рассеянно и равномерно омывает регистрирующий элемент (пьезосенсор) 6, выходит из ячейки детектирования. На пьезосенсоре с двух сторон нанесено пленочное покрытие, которое избирательно сорбирует компоненты из потока (например, аммиак, сероводород). В результате этого изменяется частота колебаний пьезосенсора, что регистрируется и ежесекундно передается на пульт оператора. По изменению сигнала сенсора и градуировочному графику или уравнению, построенному или рассчитанному соответственно для каждого сенсора по стандартным смесям тестируемого газа, находят содержание этого вещества в контролируемом потоке газов или воздуха.
Сравнение некоторых характеристик предлагаемого технического решения и ближайшего аналога представлено в таблице.
Предложенная миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке портативное устройство для определения концентрации газов позволяет:
1) увеличить мобильность и компактность датчика газов в 3-5 раз на основе ячейки детектирования с одним или несколькими пьезосенсорами;
2) совместить его с непрерывной безоператорной системой контроля при размещении внутри газопроводов за счет применения программированного микропроцессора;
3) увеличить эффективности сорбции детектируемых веществ из потока за счет особой полусферической конструкции корпуса с рядами отверстий вверху с двух сторон и размещения пьезосенсора(ров) «в линию» относительно потока воздуха;
4) упростить эксплуатацию ячейки детектирования за счет применения для изготовления корпуса и крышки фторопласта, позволяющего без резьбы просто и плотно соединять обе детали, применять датчик в анализе без пробоотбора и пробоподготовки в режиме «in-line»;
5) увеличить аналитические возможности ячейки детектирования за счет эксплуатации даже в агрессивных средах.
| Сравнение аналога и предлагаемого решения | |||
| Параметры сравнения | Аналог | Техническое решение | Достоинства решения |
| Анализ газовых проб в потоке | Возможен | Возможен | - |
| Обработка информации | Автоматическая регистрация сигналов на табло частотомера или на компьютере | Автоматическая посекундная регистрация сигналов абсолютном (F) и относительном (ΔF) виде, в автономном режиме с передачей информации на пульт управления. | + |
| Сопоставление размеров | 1 | 0,3-0,2 | + |
| Возможность размещения в трубопроводе либо в реакторе | Невозможно | Возможно, в том числе в агрессивных средах | + |
| Режимы эксплуатации | Дискретного действия | Дискретный или непрерывный (в режиме датчика) | + |
Claims (1)
- Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке на основе одного или нескольких пьезосенсоров, включающем корпус с крышкой, на которой расположены держатели для пьезосенсора (пьезосенсоров) с чувствительными пленочными покрытиями для фиксирования компонентов газовой смеси, миниатюрную схему возбуждения, отличающаяся тем, что корпус ячейки детектирования выполнен в виде полой полусферы высотой 2,0-2,5 см с рядами отверстий, расположенными с двух сторон параллельно потоку воздуха, в качестве устройства для возбуждения колебаний, регистрации и преобразования сигнала пьезосенсоров и передачи его на цифровое табло или пункт сбора информации применяется микропроцессор, причем корпус и крышка ячейки детектирования выполнены из фторопласта, чтобы обеспечить устойчивость корпуса и измерительного элемента в агрессивных средах, плотное соединение крышки и ячейки детектирования без резьбы, при этом пьезосенсор (пьезосенсоры) и отверстия в ячейке расположены в линию, что определяет максимальную эффективность сорбции детектируемых газов из потока на поверхности пьезосенсора, ячейка детектирования крепится с внутренней стороны труб, крышек вентилей и других частей агрегатов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140005/28A RU2374632C1 (ru) | 2008-10-08 | 2008-10-08 | Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140005/28A RU2374632C1 (ru) | 2008-10-08 | 2008-10-08 | Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2374632C1 true RU2374632C1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008140005/28A RU2374632C1 (ru) | 2008-10-08 | 2008-10-08 | Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374632C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2634803C1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-11-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для экспресс-анализа качества продуктов |
| RU2821596C1 (ru) * | 2023-12-29 | 2024-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Ячейка детектирования газов в потоке |
-
2008
- 2008-10-08 RU RU2008140005/28A patent/RU2374632C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2634803C1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-11-03 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для экспресс-анализа качества продуктов |
| RU2821596C1 (ru) * | 2023-12-29 | 2024-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Ячейка детектирования газов в потоке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106461592B (zh) | 气体成分浓度测量装置和用于测量气体成分浓度的方法 | |
| US20080241933A1 (en) | Biological Saw Sensor | |
| CN107389387B (zh) | 便携式痕量汞分析仪 | |
| CN101806695A (zh) | 吸附气含量测量仪及其实验方法 | |
| CN110308216A (zh) | 一种气体中微量永久性杂质气体和水的一体化分析系统及其使用方法 | |
| CN102478475B (zh) | 一种自清洁式内循环气路的石英晶体微天平分析装置 | |
| RU2365886C2 (ru) | Устройство и способ контроля текучих сред | |
| DK1007934T3 (da) | Anordning til undersøgelse af væskeprøver. | |
| RU2374632C1 (ru) | Миниатюрная ячейка детектирования газов в потоке | |
| RU2408007C2 (ru) | Портативный газоанализатор | |
| WO2024032524A1 (zh) | 基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置 | |
| JPH06317508A (ja) | 空気サンプル採取及び分析システム | |
| Caivano et al. | N 2 O and CO 2 Emissions from Secondary Settlers in WWTPs: Experimental Results on Full and Pilot Scale Plants | |
| CN206057240U (zh) | 一种呼出气体多组分联合检测的装置 | |
| Austin et al. | Cross-sensitivities of electrochemical detectors used to monitor worker exposures to airborne contaminants: False positive responses in the absence of target analytes | |
| KR20140142541A (ko) | 수분투과성 평가기 | |
| RU2821596C1 (ru) | Ячейка детектирования газов в потоке | |
| CN215004970U (zh) | 烟尘烟气检测仪 | |
| CN116829941A (zh) | 用于减少水分以取样和测试气体混合物的系统和方法 | |
| Kim et al. | Room-tempearutre CO 2 sensing based on interdigitated capacitors and resonant cantilevers | |
| RU2324168C1 (ru) | Портативное устройство для определения газов-маркеров в выдыхаемом воздухе | |
| CN213275084U (zh) | 应用于扬尘检测系统中的样品气体除湿装置 | |
| RU2288468C1 (ru) | Универсальная пьезосорбционная ячейка детектирования | |
| RU2391654C1 (ru) | Проточная ионометрическая ячейка | |
| RU2333480C1 (ru) | Устройство тестирования газоаналитических приборов контроля отравляющих веществ в воздушной среде |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101009 |