RU2419783C2 - Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем - Google Patents
Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419783C2 RU2419783C2 RU2009121054/28A RU2009121054A RU2419783C2 RU 2419783 C2 RU2419783 C2 RU 2419783C2 RU 2009121054/28 A RU2009121054/28 A RU 2009121054/28A RU 2009121054 A RU2009121054 A RU 2009121054A RU 2419783 C2 RU2419783 C2 RU 2419783C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- absorbing
- gas
- thermophysical properties
- computer
- properties
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Настоящее изобретение касается способа автоматизированного неразрушающего контроля свойств фильтрующе-поглощающих изделий. Заявленный способ включает измерение температуры, контроль теплового эффекта процесса сорбции при поглощении углеродными сорбентами газо-воздушной смеси с эталонными веществами в динамических условиях. При этом дистанционным методом компьютерной визуализации тепловых полей регистрируют изменение температуры поверхности сорбента при прохождении через него газо-воздушной смеси с поглощаемым компонентом и осуществляют контроль за степенью исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий. Данный способ позволяет проводить экспресс-оценку теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий от паров токсичных химикатов и может быть использовано для оценки степени отработки шихты по загрязняющим веществам, поглощающими как на основе физической адсорбции, так и хемосорбции.
Предлагаемым способом можно проводить экспресс-оценку и прогнозировать их защитные характеристики (предельной сорбционной способности) по различным веществам.
Известен способ автоматизированного неразрушающего контроля материалов и изделий (Патент РФ №2287149, МПК G01N 21/63, G01N 21/91). Сущность способа состоит в поочередном облучении светом, вызывающим люминесценцию используемого при магнитопорошковой или капиллярной дефектоскопии материала, и светом, не вызывающим люминесценции, с последующей фиксацией полученных изображений и сравнением их посредством вычислительного устройства.
Недостатками этого способа является ограниченность его применения. Кроме того, способ не предназначен для определения теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем.
Известен способ неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов и изделий (Патент РФ №2301996, МПК G01N 25/00). Сущность способа состоит в том, что проводят тепловое воздействие на поверхность исследуемого объекта и регистрируют тестовую термограмму, по которой оценивают теплопроводность исследуемого объекта или разность температур.
Данный способ не предназначен для определения теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем.
Известен способ определения дефектов в изделии методом теплового неразрушающего контроля (Патент РФ №2315983, МПК G01N 25/00). Сущность способа состоит в определении дефектов в изделии нагревом его и последующим охлаждением, а затем измерением температуры изделия и темпа охлаждения для каждой элементарной площадки поверхности изделия.
Недостатками способа являются трудоемкость, энергоемкость и не невозможность определения теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем.
Сущность заявляемого способа заключается в регистрации теплого эффекта, сопровождающего процесс поглощения паров различных органических сорбтивов углеродными адсорбентами методом ИК-термографии.
Техническим результатом является создание дешевого, эффективного и экспрессного способа оценки степени отработки шихты фильтрующе-поглощающих изделий и аппаратов парами токсичных химикатов, поглощающимися по различным механизмам сорбции.
Технический результат достигается тем, что определение изменения температуры поверхности сорбента при прохождении через него газовоздушной смеси с поглощаемым компонентом регистрируется методом компьютерной визуализации тепловых полей. Наблюдается также регистрируемое изменение температуры выходящего очищенного от загрязняющих веществ газо-воздушного потока.
Таким образом, при использовании данного способа определения теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих изделий и аппаратов значительно экономятся поглощающие материалы, и повышается эффективность контроля за степенью исчерпания их защитных свойств.
Для проведения способа неразрущающего контроля фильтрующе-поглощающей изделий при воздействии паров загрязнителей поглощающими углеродными адсорбентами с использованием метода ИК-термографии применяют динамическую трубку, снаряженную исследуемыми адсорбентами.
В качестве объектов исследований используют адсорбаты - бензол (стандартное вещество) и воду, а также угольные адсорбенты БАУ и КТ-1. характеризующиеся различными физическими свойствами и строением микропористой структуры. Адсорбенты снаряжаются в стеклянные динамические трубки объемом 15 см3 высотой слоя 10 мм. Экспериментальные исследования проводятся при следующих условиях:
- температура воздуха в лаборатории 16-20°С;
- равновесная влажность сорбентов (Wp) 40±3%;
- относительная влажность газо-воздушной смеси (φ) 45-90%;
- скорость паро-воздушного потока - 1 л/мин на образец.
Для измерения теплового эффекта процесса поглощения паров воды и бензола и получения термограмм в составе испытательного комплекса используется тепловизор «Иртис-200», работающий в диапазоне длин волн 3-5 мкм.
Общий вид получаемых в ходе экспериментов термоизображений представлены на фиг.1, 2.
После компьютерной обработки (визуализации) термоизображений были получены зависимости роста температуры сорбентов во времени при пропускании через динамическую трубку паров бензола и воды.
Анализ полученных термограмм показывает, что процесс поглощения (адсорбции) паров бензола и воды характеризуется различной скоростью изменения температуры сорбентов в динамических трубках.
Из фиг.1 и 2 видно, что в промежуток времени (до 5 минут от момента подачи газо-воздушной смеси на динамическую трубку) происходит резкое увеличение температуры сорбентов. По достижении максимума, в последующие промежутки времени происходит плавное снижение температуры сорбентов до исходных температур, что соответствует предельной величине сорбции. Следовательно, чем больше время достижения исходной температуры сорбента, тем больше предельная величина сорбции, и следовательно, защитные свойства сорбентов по исследуемым веществам.
Технологический процесс неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем осуществляется следующим образом: динамическую трубку наполняют исследуемым сорбентом с известной величиной равновесного увлажнениям подсоединяют к магистрали прибора, обеспечивающего замкнутую циркуляцию воздуха с заданным параметром относительной влажности. Трубку помещают в термососуд для поддержания заданного значения температуры. При помощи тепловизора «Иртис-200» снимают показания (значения температурных полей) при пропускания газо-воздушного потока со стандартным веществом (бензолом или парами воды) через динамическую трубку. Испытания производят до снижения температуры динамической трубки, соответствующей температуре термостатирования. Полученные видеоизображения процесса через цифровую плату вводятся в память компьютера для дальнейшей обработки изображения. Через аналого-цифровой преобразователь в памяти компьютера синхронно с видеозаписью регистрируются результаты измерения температуры в образце. Информацию об интенсивности излучений отдельно взятой точки или участка изображения можно получить как в числовом виде, так и в виде гистограммы.
На фиг.1 и 2 в качестве примера показана последовательность видеокадров процесса поглощения (адсорбции) паров бензола и воды угольными адсорбентами БАУ и КТ-1.
Таким образом, активная сорбция загрязняющих веществ сорбентами способствует выделению тепла, изменяя внутреннюю энергию тела, которая в состоянии термодинамического равновесия пропорциональна температуре вещества.
Телевизионный метод измерения температуры через регистрацию интенсивности излучения нагретого тела цветной аналоговой или цифровой видеокамерой с последующей компьютерной обработкой изображения позволяют получать:
- распределение температуры в течение выбранного времени;
- температурный профиль по любой оси с расчетом минимума, максимума и среднего значения;
- разность температур в двух или нескольких точках;
- отображение выделенных фрагментов в различных масштабах и их детальное описание с выводом отчетной документации.
В настоящее время на объектах по уничтожению химического оружия в технологии дегазации газообразных отходов используются следующие методы очистки: механические, химические, физико-химические. Из перечисленных методов наиболее распространен адсорбционный.
На основе этого метода разработаны различные способы средств обезвреживания газообразных отходов в зависимости от объема очищаемого воздуха, концентрации в нем токсичных веществ и их стойкости, а также технической и экономической целесообразности.
Содержание токсичных химикатов в абгазах на выходе из каждого рабочего адсорбера контролируется автоматически химическим методом. При превышении концентрации токсичного химиката выше предельной допустимости концентрации после первого по ходу газа адсорбера предусмотрено переключение адсорберов: первый по ходу абгазов адсорбер выключается из работы и в нем производится замена сорбента, второй адсорбер становится первым, а резервной - вторым по ходу абгазов. Таким образом, в технологической линии всегда используются три аппарата. По нашему мнению, при использовании предлагаемого способа неразрушающего контроля теплофизических свойств адсорберов (за счет визуализации тепловых полей выходящим газо-воздушным потоком) можно использовать два аппарата и сэкономить - один, а также обеспечить максимальную эффективность технологического процесса по очистке абгазов.
Таким образом, предлагаемый способ неразрушающего контроля фильтрующе-поглощающей изделий с использованием метода ИК-термографии направлен на решение актуальной научно-технической задачи, имеющей важное теоретическое и практическое значение.
Claims (1)
- Способ автоматизированного неразрушающего контроля свойств фильтрующе-поглощающих изделий, включающий измерение температуры, отличающийся тем, что контролируют тепловой эффект процесса сорбции при поглощении углеродными сорбентами газовоздушной смеси с эталонными веществами в динамических условиях, при этом дистанционным методом компьютерной визуализации тепловых полей регистрируют изменение температуры поверхности сорбента при прохождении через него газовоздушной смеси с поглощаемым компонентом и осуществляют контроль за степенью исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009121054/28A RU2419783C2 (ru) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009121054/28A RU2419783C2 (ru) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009121054A RU2009121054A (ru) | 2010-12-20 |
| RU2419783C2 true RU2419783C2 (ru) | 2011-05-27 |
Family
ID=44056128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009121054/28A RU2419783C2 (ru) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419783C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561014C1 (ru) * | 2014-04-15 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" | Способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий |
| RU2650426C2 (ru) * | 2016-02-09 | 2018-04-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Установка для неразрушающего контроля поглощающих сорбентов |
| RU2746238C1 (ru) * | 2020-07-20 | 2021-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента |
| RU2753593C1 (ru) * | 2020-07-20 | 2021-08-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ») | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий в форме пластин |
-
2009
- 2009-06-02 RU RU2009121054/28A patent/RU2419783C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561014C1 (ru) * | 2014-04-15 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" | Способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий |
| RU2650426C2 (ru) * | 2016-02-09 | 2018-04-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Установка для неразрушающего контроля поглощающих сорбентов |
| RU2746238C1 (ru) * | 2020-07-20 | 2021-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента |
| RU2753593C1 (ru) * | 2020-07-20 | 2021-08-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ») | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий в форме пластин |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009121054A (ru) | 2010-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jia et al. | Experimental comparison of two honeycombed desiccant wheels fabricated with silica gel and composite desiccant material | |
| RU2419783C2 (ru) | Способ автоматизированного неразрушающего контроля теплофизических свойств фильтрующе-поглощающих систем | |
| US9885696B2 (en) | System for analyzing mercury | |
| CN102426146B (zh) | 沥青烟尘含量的测定方法及其沥青烟尘的采样装置 | |
| Gawryś et al. | Prevention of water vapour adsorption by carbon molecular sieves in sampling humid gases | |
| Xiong et al. | Early stage C-history method: Rapid and accurate determination of the key SVOC emission or sorption parameters of indoor materials | |
| Cao et al. | Transient method for determining indoor chemical concentrations based on SPME: model development and calibration | |
| US4149402A (en) | Analytical method for determining desorption isotherm and pore size distribution of an absorbent material | |
| Xiao et al. | Trace amount formaldehyde gas detection for indoor air quality monitoring | |
| RU2561014C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий | |
| Man et al. | Evaluation of storage bags for odour sampling from intensive pig production measured by proton-transfer-reaction mass-spectrometry | |
| JPH06190357A (ja) | 熱的脱着プロセスの動作パラメータを求めるためのベンチスケール方法及び装置 | |
| TWI477777B (zh) | Positive pressure can control the temperature and humidity of the gas supply device | |
| Tokida | Increasing measurement throughput of methane emission from rice paddies with a modified closed-chamber method | |
| CN113655149B (zh) | 一种测定材料半挥发性有机物特性参数及吸附常数的方法 | |
| CN210465350U (zh) | 一种软体家具中VOCs现场快速检测装置 | |
| JP2005501223A (ja) | 固体の表面特性を判定するための吸着法 | |
| RU2276345C1 (ru) | Устройство для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и их пакетов | |
| Haunold et al. | An improved sampling strategy for the measurement of VOCs in air, based on cooled sampling and analysis by thermodesorption-GC-MS/FID | |
| US20130326900A1 (en) | Apparatus, methods and systems for rapid drying of loose and compacted samples of material using electromagnetic energy | |
| RU2753593C1 (ru) | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств фильтрующе-поглощающих изделий в форме пластин | |
| JP2001272390A (ja) | 高分子材料のガス収着量及びガス拡散係数を測定する方法 | |
| RU2746238C1 (ru) | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента | |
| Lakatos et al. | Measurement of the water uptaking capability of a thermal insulating paint | |
| RU2381499C2 (ru) | Способ определения состава газовых и жидких смесей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110603 |