RU24729U1

RU24729U1 - DEVICE FOR DETECTING LOCATIONS

Info

Publication number: RU24729U1
Application number: RU2001133426/20U
Authority: RU
Inventors: В.П. Луконин
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2002-08-20

Abstract

Устройство для определения места течи, содержащее лист из открытопористого материала, газонепроницаемую перегородку, преобразователь утечки в электрический сигнал в виде двух полупроводниковых химических сенсоров, подключенных по дифференциальной измерительной схеме, расположенных на газонепроницаемой перегородке и обращенных газочувствительным слоем к вышеупомянутому листу, усилитель, отличающееся тем, что введены блок защиты от повышенных газовых нагрузок и схема управления рабочей температурой сенсора, подключенные к усилителю и нагревателям сенсоров. A device for determining a leak, containing a sheet of open-porous material, a gas-tight barrier, a leakage converter into an electrical signal in the form of two semiconductor chemical sensors connected by a differential measurement circuit located on the gas-tight barrier and facing the gas-sensitive layer to the aforementioned sheet, an amplifier, characterized in that a protection block against increased gas loads and a sensor operating temperature control circuit connected to the amplification have been introduced th heaters and sensors.

Description

Решение относится к контролю герметичности крупногабаритного газонаполненного технологического оборудования с указанием места расположения течей.The solution relates to the control of the tightness of large gas-filled technological equipment with the location of the leaks.

Известно устройство, состоящее из щупа, преобразователя утечки массспектрометрического типа, листа изготовленного из открьггопористого материала, в котором формируется утечка пробного газа (Авторское свидегельсгво СССР № 1068755, G01M/04, от 23.01.84), а также устройство в котором, внутри листа из открьггопористого материала имеется канавка где размещен . Щуп через гибкий капилляр подключен к массспектрометру течеискателя (Авторское свидетельство СССР № 1350514, G01M/04, от 07.11.87).A device is known consisting of a probe, a mass-spectrometric type leakage transducer, a sheet made of porous material in which a test gas leak is formed (Author's certificate of the USSR No. 1068755, G01M / 04, from 23.01.84), and also a device in which, inside the sheet of Of the porous material there is a groove where it is located. The probe is connected through a flexible capillary to a leak detector mass spectrometer (USSR Author's Certificate No. 1350514, G01M / 04, 07.11.87).

Недостатками этих устройств являются низкая точность локализации и невысокие динамические характеристики. Невысокая точность вызвана трудностями вьывления малых течей на фоне больших, так как утечка газа диффундирует по длине открьггопористого листа, в результате трудно выделить полезный сигнал.The disadvantages of these devices are low localization accuracy and low dynamic characteristics. The low accuracy is caused by the difficulties of developing small leaks against the background of large leaks, since a gas leak diffuses along the length of the porous sheet, and as a result it is difficult to distinguish a useful signal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство (Свидетельство на полезную модель № 5028, 6G01M/04, от 16.06.97 - прототип), состоящее из щупа, преобразовательThe closest in technical essence and the achieved effect is a device (Utility Model Certificate No. 5028, 6G01M / 04, dated 16.06.97 - prototype), consisting of a probe, a converter

утечки которого, состоит из двух полупроводниковых химических сенсоров, подключенных по дифференциальной измерительной схеме. Сенсоры закреплены по обе стороны газонепроницаемой перегородки и закрыты листами из открытопористого материала и обращены газочувствительным слоем к листам.leakage which consists of two semiconductor chemical sensors connected by a differential measuring circuit. Sensors are fixed on both sides of the gas-tight partition and closed with sheets of open-porous material and facing the sheets with a gas-sensitive layer.

Недостатком устройства является низкая достоверность контроля и не большой срок эксплуатации. При воздействии на устройство высоких концентраций детектируемых сред происходит деградация микроэлектронных сенсоров, что приводит к снижению достоверности контроля и полной (или частичной) потере работоспособности устройства.The disadvantage of this device is the low reliability of control and a short life. When the device is exposed to high concentrations of the detected media, microelectronic sensors degrade, which leads to a decrease in the reliability of control and a complete (or partial) loss of operability of the device.

Задачей предложенного решения является создание высоко достоверных систем детектирования утечек, адаптированных к задачам непрерывной автоматизированной локализации течей на работающем технологическом оборудовании.The objective of the proposed solution is to create highly reliable leak detection systems adapted to the tasks of continuous automated leak detection on running process equipment.

Техннческнм результатом является повышение срока службы устройства и повышение достоверности детектирования утечек потенциально-опасных сред.The technical result is to increase the service life of the device and increase the reliability of the detection of leaks of potentially hazardous environments.

Этот тежннческнй результат достигается тем, что, в устройство для определения места течи, содержащее лист из открытопористого материала, газонепроницаемую перегородку, преобразователь утечки в электрический сигнал в виде двух полз роводниковых химических сенсоров, подключенных по дифференциальной измерительной схеме. расположенных на газонепроницаемой перегородке и обращенныхThis reliable result is achieved by the fact that, into a device for determining the location of a leak, which contains a sheet of open-porous material, a gas-tight partition, a leakage converter into an electrical signal in the form of two creep-conducting chemical sensors connected by a differential measuring circuit. located on a gas tight partition and facing

газочувствительным слоем к вышеупомянутому листу, усилитель, введены блок защиты от повышенных газовых нагрузок и схема управления рабочей температурой сенсора, подключенных к усилителю и нагревателям сенсоров.a gas-sensitive layer to the aforementioned sheet, an amplifier, a protection block against increased gas loads and a sensor operating temperature control circuit connected to the amplifier and sensor heaters are introduced.

Наличие блока защиты от повышенных газовых нагрузок позволяет контролировать величину воздействия детектируемых сред на сенсоры и скорость изменения данной величины. Используя зависимость чувствительности сенсоров от рабочей температуры, блок защиты от повышенных газовых нагрузок вырабатьгеает управляющий сигнал на схему управления рабочей температуры сенсора. Это приводит к снижению адсорбщюнной способности ч)твствительных слоев сенсоров и, как следствие, снижению деградащ онных процессов в чувствительных слоях сенсоров. На Фиг. представлена структурно-функциональная схема устройства.The presence of a block of protection against increased gas loads allows you to control the magnitude of the impact of the detected media on the sensors and the rate of change of this value. Using the dependence of the sensitivity of the sensors on the operating temperature, the protection unit against increased gas loads generates a control signal to the sensor operating temperature control circuit. This leads to a decrease in the adsorption ability of the h) sensitive layers of the sensors and, as a result, to a decrease in the degradation processes in the sensitive layers of the sensors. In FIG. The structural and functional diagram of the device is presented.

Устройство для определения места течи представляет собой корпус 1, выполненный из коррозионно-стойкого материала (спецсталь, фторопласт), преобразователи утечки в виде двух полупроводниковых химических сенсоров 2 с интегрированными нагревателями 3 и газочувствительными слоями 4 (обладающим избирательной способностью адсорбировать пробный газ и изменять электро-физические параметры сенсора), подключенных к усилителю 5 дефектоскопическогоThe device for determining the leak location is a housing 1 made of corrosion-resistant material (special steel, fluoroplastic), leakage transducers in the form of two semiconductor chemical sensors 2 with integrated heaters 3 and gas-sensitive layers 4 (with the selective ability to adsorb test gas and change the electric physical parameters of the sensor) connected to the flaw detector amplifier 5

3 3

сигнала по дифференциальной измерительной схеме. Устройство также состоит из блока 6 обработки дефектоскопического сигнала, блока 7 индикации и сигнализации, блока 8 защиты от повышенных газовых нагрузок , подключенного к усилителю 5 через блок 6 обработки дефектоскопического сигнала, схемы 9 управления рабочей температурой сенсоров, подключенного к задатчику 10 температуры и генератора И тока нагревателей 3 сенсоров 1.signal by differential measuring circuit. The device also consists of a unit 6 for processing a defectoscopic signal, a unit 7 for indicating and signaling, a unit 8 for protection against increased gas loads, connected to an amplifier 5 through a unit 6 for processing a defectoscopic signal, a circuit 9 for controlling the working temperature of the sensors connected to the setpoint 10 of the temperature, and the generator And current heaters 3 sensors 1.

Устройство для определения места течи работает следующим образом. Привозникновении утечки из технологического оборудования вA device for determining the location of a leak works as follows. Leakage from process equipment in

окрестности корпуса 1 газочувствительные слои 4 формируют сигналы, которые поступают на усилитель 5 дефектоскопического сигнала. После первичной обработки сигналы поступают на блок 6 обработки дефектоскопического сигнала, где осуществляют выделение полезного сигнала, формируют данные о градиенте утечки и передают дефектоскопическую информацию на блок 7 индикации и сигнализации и на блок 8 защиты от повышенных газовых нагрузок. Блок 8 защиты от повышенных газовых нагрузок осуществляет дифференцирование входного сигнала и сравнение скорости изменения сигнала с заданным (при заданном уровне абсолютного сигнала). При превышении заданных значений блоком 8 детектируется собыгие превьппение газовой нагрузки и формируется управляющее воздействие на схему 9 управления рабочей температурой сенсоров, которое по зависимости связьгеающейthe vicinity of the housing 1, the gas-sensitive layers 4 form the signals that are fed to the amplifier 5 of the flaw detector signal. After the initial processing, the signals are sent to the flaw detector processing unit 6, where the useful signal is extracted, leakage gradient data is generated, and the flaw detector information is transmitted to the indication and alarm unit 7 and to the protection unit 8 against increased gas loads. Block 8 protection against increased gas loads differentiates the input signal and compares the rate of change of the signal with a given (at a given level of the absolute signal). When the set values are exceeded, block 8 detects the event of a gas load occurrence and generates a control action on the sensor operating temperature control circuit 9, which, according to the

чувствительность сенсоров 2 с рабочей температурой газочувствительных слоев 4 сенсоров, с учетом текущего значения рабочей температуры формирует новое задание задатчику температуры 10. Задатчик температуры 10 отрабатывает заданное значение на генератор 11 тока нагревателей 3 сенсоров и осуществляет стабилизацию рабочей температуры инвариантно по отношению к внешним возмущающим воздействиям (температура и влажность окружающей среды, конвективные потоки и т.д.). Генератор 11 осуществляет синхронное изменение электрического тока, протекающего через интегрированные нагреватели 3, меняя тем самым рабочую температуру сенсоров и увеличивая устойчивость устройства к высоким газовым нагрузкам, возникающим при детектировании больших утечек потенциально-опасных сред.the sensitivity of the sensors 2 with the operating temperature of the gas-sensitive layers of the 4 sensors, taking into account the current value of the operating temperature, forms a new task for the temperature controller 10. The temperature sensor 10 processes the set value to the current generator 11 of the heaters 3 of the sensors and stabilizes the operating temperature invariant with respect to external disturbances ( ambient temperature and humidity, convective flows, etc.). The generator 11 performs a synchronous change in the electric current flowing through the integrated heaters 3, thereby changing the operating temperature of the sensors and increasing the resistance of the device to high gas loads that occur during the detection of large leaks of potentially hazardous environments.

Такое выполнение позволяет повысить срок службы устройства и достоверность детектирования утечек потенциально-опасных сред в автоматическом режиме.This embodiment allows to increase the service life of the device and the reliability of the detection of leaks of potentially hazardous environments in automatic mode.

Claims

A device for determining a leak, containing a sheet of open-porous material, a gas-tight barrier, a leakage converter into an electrical signal in the form of two semiconductor chemical sensors connected by a differential measurement circuit located on the gas-tight barrier and facing the gas-sensitive layer to the aforementioned sheet, an amplifier, characterized in that a protection block against increased gas loads and a sensor operating temperature control circuit connected to the amplification have been introduced th heaters and sensors.