RU79181U1 - FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES - Google Patents

FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES Download PDF

Info

Publication number
RU79181U1
RU79181U1 RU2008131034/22U RU2008131034U RU79181U1 RU 79181 U1 RU79181 U1 RU 79181U1 RU 2008131034/22 U RU2008131034/22 U RU 2008131034/22U RU 2008131034 U RU2008131034 U RU 2008131034U RU 79181 U1 RU79181 U1 RU 79181U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
radiation
oil
flow cell
excitation
Prior art date
Application number
RU2008131034/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Жданов
Вячеслав Иванович Исаев
Александр Николаевич Лазарев
Анатолий Алексеевич Малинин
Анатолий Васильевич Радченко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт электромеханики (ФГУП НИИЭМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт электромеханики (ФГУП НИИЭМ) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт электромеханики (ФГУП НИИЭМ)
Priority to RU2008131034/22U priority Critical patent/RU79181U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU79181U1 publication Critical patent/RU79181U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике для контроля массовой концентрации масла в сжатом воздухе на выходе компрессорных станций с выдачей сигнала о превышении допустимой концентрации масла в аппаратуру автоматического управления компрессорной станции.В состав флуоресцентного сигнализатора масла в сжатых газах входят камера высокого давления в виде проточной кюветы для анализируемого газа, снабженная смотровыми стеклами. Внутренние стенки проточной кюветы содержат антибликовое покрытие. Импульсный источник ультрафиолетового излучения включает в себя лампу ключ зажигания и задающий генератор. Оптическая система для формирования излучения возбуждения анализируемого газа включает конденсорную линзу, полупрозрачное зеркало и фильтр, пропускающий излучение требуемой длины волны. Полупрозрачное зеркало расположено под углом 45° к направлению излучения и обеспечивает прохождение возбуждения в прямом направлении в проточную кювету и отражении его в направлении второго фотоприемного устройства. Первое фотоприемное устройство регистрирует излучение возбуждения (флуоресценции) анализируемого газа в проточной кювете и содержит светофильтр заданной спектральной области и фотоприемник канала регистрации. Второе фотоприемное устройство определяет интенсивность возбуждающего излучения и включает светофильтр заданной спектральной области и фотоприемник. Третье фотоприемное устройство регистрирует интенсивность возбуждающего излучения, прошедшего сквозь смотровые стекла кюветы и включает светофильтр заданной спектральной области и фотоприемник.Выходы первого и третьего фотоприемных устройств зThe invention relates to a technique for controlling the mass concentration of oil in compressed air at the outlet of compressor stations with a signal indicating that the permissible oil concentration is exceeded in the automatic control equipment of the compressor station. The fluorescent signaling device for oil in compressed gases includes a high-pressure chamber in the form of a flow cell for the analyzed gas equipped with sight glasses. The inner walls of the flow cell contain anti-reflective coating. The pulsed source of ultraviolet radiation includes a lamp, an ignition key and a master oscillator. The optical system for generating the excitation radiation of the analyzed gas includes a condenser lens, a translucent mirror and a filter that transmits radiation of the desired wavelength. The translucent mirror is located at an angle of 45 ° to the direction of radiation and provides the passage of excitation in the forward direction to the flow cell and its reflection in the direction of the second photodetector. The first photodetector detects the radiation of excitation (fluorescence) of the analyzed gas in the flow cell and contains a filter of a given spectral region and a photodetector of the registration channel. The second photodetector determines the intensity of the exciting radiation and includes a filter of a given spectral region and a photodetector. The third photodetector detects the intensity of the exciting radiation transmitted through the sight glasses of the cuvette and includes a filter of a given spectral region and a photodetector. The outputs of the first and third photodetector s

Description

НазначениеAppointment

Полезная модель относится к устройству для определения концентрации масла в воздухе и может быть использована для установки в системах воздуха высокого давления (ВВД) для контроля массовой концентрации масла в сжатом воздухе на выходе компрессорных станций с выдачей сигнала о превышении допустимой концентрации масла в аппаратуру автоматического управления компрессорной станции. Актуальность осуществления контроля предельно допустимой концентрации масла в воздухе связана с обеспечением безопасности систем ВВД - исключением взрывоопасности при появлении масла в трубопроводах.The utility model relates to a device for determining the concentration of oil in air and can be used for installation in high pressure air systems (VVD) to control the mass concentration of oil in compressed air at the output of compressor stations with a signal that the permissible oil concentration is exceeded in the compressor automatic control equipment station. The relevance of monitoring the maximum permissible concentration of oil in the air is associated with ensuring the safety of the VVD systems - with the exception of the explosion hazard when oil appears in pipelines.

Уровень техникиState of the art

Известен сигнализатор ФЛЮОРАТ-411, разработанный фирмой ООО «ЛЮМЕКС». Принцип работы сигнализатора основан на люминесцентном методе обнаружения растворенных и эмульгированных нефти и нефтепродуктов в воде.Known signaling device FLUORAT-411, developed by the company LUMEX LLC. The principle of operation of the detector is based on the luminescent method for detecting dissolved and emulsified oils and oil products in water.

Оптическая схема сигнализатора состоит из канала возбуждения люминесценции (флуоресценции), опорного канала и канала регистрации. Данный сигнализатор включает ксеноновую лампу - источник возбуждения, объектив со светофильтрами, светоделительную пластину, фотоприемник опорного канала, светофильтр канала регистрации, ФЭУ-фотоприемник канала регистрации, оптический кабель (световод), зеркало канала регистрации, микропроцессор. Функциональная схема работы сигнализатора заключается в следующем. Импульсный источник света под управлением микропроцессора вырабатывает световые импульсы, интенсивность которых при проходе через оптическую схему контролируется фотоприемником опорного канала с помощью блока регистрации. Попадая через оптическую систему и торцы световода в водную среду, эти импульсы возбуждают импульсы флуоресценции, величина которых пропорциональна концентрации растворенных эмульгированных нефтепрдуктов. Импульсы флуоресценции проходят из водной среды через торцы световода в обратном направлении и измеряются фотоприемником канала регистрации - ФЭУ при помощи блока регистрации и обрабатываются микропроцессором. The optical circuit of the detector consists of a luminescence (fluorescence) excitation channel, a reference channel, and a recording channel. This detector includes a xenon lamp - an excitation source, a lens with light filters, a beam splitter, a reference channel photodetector, a registration channel light filter, a PMT photodetector for a registration channel, an optical cable (optical fiber), a registration channel mirror, and a microprocessor. Functional diagram of the alarm is as follows. A pulsed light source under the control of a microprocessor generates light pulses, the intensity of which when passing through the optical circuit is controlled by a photodetector of the reference channel using the registration unit. Getting through the optical system and the ends of the fiber into the aqueous medium, these pulses excite fluorescence pulses, the magnitude of which is proportional to the concentration of dissolved emulsified oil products. The fluorescence pulses pass from the aqueous medium through the ends of the fiber in the opposite direction and are measured by a photodetector of the registration channel - PMT using the registration unit and processed by a microprocessor.

Микропроцессор через блок реле управляет вторичными устройствами (задвижками, клапанами, сигнализацией) и передает информацию на блок индикации.The microprocessor through the relay block controls the secondary devices (gate valves, valves, alarm) and transmits information to the display unit.

Однако вышеописанный сигнализатор позволяет осуществлять только контроль массовой концентрации нефтепродуктов в воде, где величина флуоресценции велика и не требуется высокая чувствительность и точность метода измерений.However, the above-described detector allows only monitoring the mass concentration of oil products in water, where the fluorescence value is large and high sensitivity and accuracy of the measurement method are not required.

Известен прибор для определения масляного тумана в воздухе (патент US 4687327, кл. G01N 21/59). Данный прибор предназначен для измерения непрозрачности масляного тумана в воздухе, используемого в системах пропускания потока с масляной взвесью. Устройство устанавливается в трубной крестовине. Две противостоящие опоры крестовины служат для пропускания масляной взвеси мимо двух ортогональных им противоположных опор, поддерживающих систему измерения непрозрачности. При использовании мостового источника напряжения для питания усилителя, образующего опорное напряжение на опорных диодах, на первый фотоэлемент поступает опорный световой поток от светоизлучающего диода, используемого для сравнения. Второй светоизлучающий диод направляет свет через масляный туман. Количество света измеряется вторым фотоэлементом, регистрирующим поглощение света исследуемым потоком, а сигналы с выходов двух фотоэлементов сравниваются в дифференциальном усилителе. При определенном значении сигнала, формируемого в дифференциальном усилителе, поступает команда на датчик пропускания потока к устройствам, потребляющим воздух с масляной взвесью.A known device for determining oil mist in the air (patent US 4687327, CL G01N 21/59). This instrument is designed to measure the opacity of oil mist in air used in transmission systems with an oil suspension. The device is installed in a pipe crosspiece. Two opposing supports of the cross are used to pass an oil suspension past two opposite supports orthogonal to them, supporting an opacity measurement system. When using a bridge voltage source to power the amplifier, which forms the reference voltage on the reference diodes, the reference photocell receives the reference light flux from the light-emitting diode used for comparison. A second light emitting diode directs the light through the oil mist. The amount of light is measured by a second photocell, which records the absorption of light by the stream under study, and the signals from the outputs of two photocells are compared in a differential amplifier. At a certain value of the signal generated in the differential amplifier, a command is sent to the flow transmitting sensor to devices consuming air with an oil suspension.

В описанном приборе контроль концентрации масла в потоке воздуха осуществляется не на флуоресцентном методе, а на измерении степени поглощения монохроматического излучения. Это объясняется тем, что прибор, описанный в патенте US 4687327, контролирует воздух с дозированным содержанием масляного тумана или масляной взвеси. Метод контроля, основанный на измерении степени поглощения монохроматического излучения, обоснован тем, что уровень концентрация масла в воздухе таков, что не предъявляются требования к высокой точности и чувствительности регистрирующего прибора.In the described device, the control of the concentration of oil in the air stream is carried out not on the fluorescence method, but on measuring the degree of absorption of monochromatic radiation. This is because the device described in US Pat. No. 4,687,327 controls air with a metered content of oil mist or oil suspension. The control method based on measuring the degree of absorption of monochromatic radiation is justified by the fact that the level of oil concentration in the air is such that there are no requirements for high accuracy and sensitivity of the recording device.

Недостатком такого прибора является невозможность контроля концентрации масла в воздухе высокого давления на выходе компрессорной станции, низкая чувствительность метода, основанного на измерении степени поглощения монохроматического излучения.The disadvantage of this device is the inability to control the concentration of oil in high pressure air at the outlet of the compressor station, the low sensitivity of the method based on measuring the degree of absorption of monochromatic radiation.

Из числа известных аналогов изобретения ближайшим прототипом может служить прибор - детектор по патенту US 3176623 кл. F04В 43/00, предназначенный Of the known analogues of the invention, the closest prototype can be a device - detector according to patent US 3176623 class. F04B 43/00, designed

для контроля масла в сжатых газах. В данном приборе-детекторе анализ масла в газе осуществляется непосредственно в камере высокого давления. Снаружи камеры высокого давления расположены источник ультрафиолетового излучения, фильтр, пропускающий излучение требуемой длины волны, и конденсорная линза. Внутри камеры под углом 45° к направлению потока возбуждения от источника ультрафиолетового излучения, а также к потоку газа от штуцера подвода установлена контрольная пластина, покрытая неотражающим слоем, например черным матовым лаком. Оптико-электронный контроль полости высокого давления в камере обеспечивается использованием смотровых остекленных устройств. Для приема излучения, возбуждаемого на поверхности контрольной пластины (люминесценции), установлен фотоприемник в виде фотоэлектронного устройства (ФЭУ). Штуцеры подвода и отвода газа подсоединяются к различным участкам нагнетательного трубопровода компрессора таким образом, чтобы обеспечивалась циркуляция газа через прибор.for controlling oil in compressed gases. In this detector device, the analysis of oil in gas is carried out directly in the high-pressure chamber. Outside the high-pressure chamber there is a source of ultraviolet radiation, a filter that transmits radiation of the required wavelength, and a condenser lens. Inside the chamber at an angle of 45 ° to the direction of the flow of excitation from the source of ultraviolet radiation, as well as to the gas stream from the supply fitting, a control plate is installed, coated with a non-reflective layer, for example, black matte varnish. Optoelectronic control of the high-pressure cavity in the chamber is provided by the use of viewing glazed devices. To receive radiation excited on the surface of the control plate (luminescence), a photodetector in the form of a photoelectronic device (PMT) is installed. The gas inlet and outlet fittings are connected to different sections of the compressor discharge pipe so that gas is circulated through the device.

В случае утечки из камеры сжатия компрессора масло осаждается на контрольной пластинке и люминесцирует под воздействием возбуждающего излучения. Выходной сигнал от фотоумножителя, пропорциональный интенсивности люминесценции контрольной пластины, подается на усилитель и измерительный прибор с электроконтактным устройством для включения аварийной сигнализации.In the event of a leak from the compressor compression chamber, the oil is deposited on the control plate and luminesces under the influence of exciting radiation. The output signal from the photomultiplier, proportional to the luminescence intensity of the control plate, is fed to an amplifier and a measuring device with an electrical contact device for triggering an alarm.

Недостатком такого прибора-детектора является то, что контроль масла осуществляется не непосредственно в газовой среде, а на пластине, где осаждается масло, что приводит к снижению чувствительности и точности контроля масла прибором-детектором. Снижает точность контроля масла и возникновение бликов с внутренней поверхности камеры высокого давления.The disadvantage of such a detector device is that the oil is controlled not directly in the gas medium, but on the plate where the oil is deposited, which leads to a decrease in the sensitivity and accuracy of the oil control by the detector device. Reduces the accuracy of oil control and glare from the inside of the high pressure chamber.

Кроме того, данный прибор-детектор имеет негативные эксплуатационные свойства из-за того, что в случае утечки масла из компрессора и осаждении его на контрольной пластине дальнейшая эксплуатация прибора-детектора невозможна без дополнительной разборки и удаления масла с пластины.In addition, this detector device has negative operational properties due to the fact that in the event of oil leakage from the compressor and its deposition on the control plate, further operation of the detector device is impossible without additional disassembly and removal of oil from the plate.

Другим принципиальным недостатком является то, что при длительной эксплуатации прибора-детектора происходит неизбежное осаждение масла на пластине, в результате чего формируется ошибочный сигнал о превышении масла в данный момент времени в анализируемой среде.Another fundamental drawback is that during long-term operation of the detector device, the inevitable deposition of oil on the plate occurs, resulting in the formation of an erroneous signal about the excess of oil at a given time in the analyzed medium.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Флуоресцентный сигнализатор масла в сжатых газах является прибором флуоресцентного анализа - флуориметром, работа которого основана на физическом принципе действия - свечении (флуоресценции) паров масла в световом потоке.The fluorescence signaling device for oil in compressed gases is a fluorescence analysis device - a fluorimeter, the operation of which is based on the physical principle of action - the glow (fluorescence) of oil vapor in the light flux.

Он содержит: камеру высокого давления в виде проточной кюветы для анализируемого газа, снабженную смотровыми стеклами, импульсный источник ультрафиолетового излучения, оптическую систему для формирования излучения возбуждения анализируемого газа, включающую конденсорную линзу и фильтр.It contains: a high-pressure chamber in the form of a flow cell for the analyzed gas, equipped with sight glasses, a pulsed source of ultraviolet radiation, an optical system for generating excitation radiation of the analyzed gas, including a condenser lens and a filter.

Также он содержит три фотоприемных устройства. Первое фотоприемное устройство предназначено для регистрации возбужденного излучения и расположено за проточной кюветой на оси, перпендикулярной оптической оси источника излучения возбуждения. Второе фотоприемное устройство размещено до проточной кюветы на оси, перпендикулярной оптической оси источника излучения возбуждения, и служит для регистрации интенсивности возбуждающего излучения. Третье фотоприемное устройство предназначено для регистрации возбуждающего излучения, прошедшего сквозь смотровые стекла кюветы, и расположено за проточной кюветой по отношению к источнику излучения на одной оптической оси с источником излучения. Также сигнализатор содержит два компаратора и два индикаторных устройства, а оптическая система для формирования излучения возбуждения включает полупрозрачное зеркало, расположенное под углом 45° к направлению источника излучения, обеспечивая прохождение излучения возбуждения в прямом направлении и отражение его - в перпендикулярном.It also contains three photodetectors. The first photodetector is designed to detect the excited radiation and is located behind the flow cell on an axis perpendicular to the optical axis of the excitation radiation source. The second photodetector is placed up to the flow cell on an axis perpendicular to the optical axis of the excitation radiation source, and is used to record the intensity of the exciting radiation. The third photodetector is designed to detect exciting radiation passing through the sight glasses of the cuvette and is located behind the flow cell in relation to the radiation source on the same optical axis as the radiation source. The detector also contains two comparators and two indicator devices, and the optical system for generating excitation radiation includes a translucent mirror located at an angle of 45 ° to the direction of the radiation source, ensuring that the excitation radiation propagates in the forward direction and is reflected perpendicularly.

Входы первого компаратора соединены с первым и вторым фотоприемными устройствами, а его выход - с первым индикаторным устройством.The inputs of the first comparator are connected to the first and second photodetectors, and its output is connected to the first indicator device.

Входы второго компаратора соединены с первым и третьим фотоприемными устройствами, а его выход - со вторым индикаторным устройством.The inputs of the second comparator are connected to the first and third photodetectors, and its output is connected to the second indicator device.

Такое техническое решение позволяет избежать зависимости результата измерения от интенсивности излучения возбуждения и загрязнения внутренних поверхностей защитных стекол кюветы, а значит обеспечивает высокую чувствительность сигнализатора и точность контроля.This technical solution avoids the dependence of the measurement result on the intensity of the excitation radiation and contamination of the inner surfaces of the protective glasses of the cuvette, and therefore ensures high sensitivity of the signaling device and accuracy of control.

Кроме того, внутренние стенки проточной кюветы могут содержать антибликовое покрытие, что позволяет избежать паразитных сигналов, а следовательно повысить точность контроля.In addition, the inner walls of the flow cell can contain an anti-reflective coating, which avoids spurious signals, and therefore increase the accuracy of the control.

Кроме того, на выходе проточной кюветы может быть установлен ограничитель расхода воздуха. Это позволит увеличить срок эксплуатации сигнализатора до профилактических действий.In addition, an air flow limiter can be installed at the outlet of the flow cell. This will increase the life of the detector to preventive action.

Перечень графических фигурList of graphic figures

На фиг.1 приведена функциональная схема флуоресцентного сигнализатора масла в сжатых газах.Figure 1 shows a functional diagram of a fluorescent signaling device oil in compressed gases.

На фиг.2 представлен пример конкретного исполнения флуоресцентного сигнализатора масла в сжатых газах - ФАМ.Figure 2 presents an example of a specific implementation of the fluorescent signaling device oil in compressed gases - FAM.

Цифрами обозначены:The numbers indicate:

1 - импульсный источник ультрафиолетового излучения1 - pulsed source of ultraviolet radiation

2 - оптическая система для формирования излучения возбуждения анализируемого газа2 - optical system for generating the excitation radiation of the analyzed gas

3 - ограничитель расхода3 - flow limiter

4 - камера высокого давления4 - high pressure chamber

5 - смотровые окна5 - viewing windows

6 - третье фотоприемное устройство6 - third photodetector

7 - второе фотоприемное устройство7 - second photodetector

8 - первое фотоприемное устройство8 - the first photodetector

9 - второй компаратор9 - second comparator

10 - второе индикаторное устройство10 - second indicator device

11 - первый компаратор11 - first comparator

12 - первое индикаторное устройство12 - the first indicator device

13 - импульсная лампа13 - flash lamp

14 - ключ зажигания лампы14 - lamp ignition key

15 - конденсор15 - condenser

16 - светофильтр16 - light filter

17 - полупрозрачное зеркало17 - translucent mirror

18 - линза18 - lens

19 - светофильтр19 - light filter

20 - фотоприемник20 - photodetector

21 - усилитель21 - amplifier

22 - оптическая линза22 - optical lens

23 - светофильтр23 - filter

24 - фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)24 - photomultiplier tube (PMT)

25 - усилитель25 - amplifier

26 - светофильтр26 - filter

27 - фотоприемник27 - photodetector

28 - усилитель28 - amplifier

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Импульсный источник возбуждения 1 предназначен для выработки светового излучения, а оптическая система 2 - для выделения ультрафиолетовой части спектра излучения и прохождения излучения в прямом направлении в камеру высокого давления, выполненной в виде проточной кюветы 4, и отражения его в перпендикулярном направлении - для регистрации интенсивности излучения во втором фотоприемном устройстве 7.The pulsed excitation source 1 is designed to generate light radiation, and the optical system 2 is used to isolate the ultraviolet part of the radiation spectrum and to transmit radiation in the forward direction to the high-pressure chamber, made in the form of a flow cell 4, and to reflect it in the perpendicular direction - to record the radiation intensity in the second photodetector 7.

Одно из смотровых окон 5 служит для прохождения светового излучения ультрафиолетового спектра в проточную кювету 4. При наличии в этой проточной кювете паров масла образуется флуоресцентное свечение. Для его обнаружения служит первое фотоприемное устройство 8, которое расположено напротив другого смотрового окна проточной кюветы, на оси, перпендикулярной оптической оси источника излучения возбуждения. Выход первого фотоприемного устройства 8 соединен с первым входом первого компаратора 11, второй вход которого соединен с выходом второго фотоприемного устройства 7. При превышении предельно допустимой концентрации масла в анализируемом газе напряжение на первом входе компаратора сравняется или станет больше напряжения на втором входе компаратора и произойдет его срабатывание с выдачей сигнала на индикаторное устройство 12.One of the viewing windows 5 serves for the passage of light from the ultraviolet spectrum into the flow cell 4. In the presence of oil vapor in this flow cell, a fluorescent glow is formed. To detect it, the first photodetector 8 is used, which is located opposite the other viewing window of the flow cell, on an axis perpendicular to the optical axis of the excitation radiation source. The output of the first photodetector 8 is connected to the first input of the first comparator 11, the second input of which is connected to the output of the second photodetector 7. When the maximum allowable oil concentration in the analyzed gas is exceeded, the voltage at the first input of the comparator becomes equal or becomes greater than the voltage at the second input of the comparator and it operation with the issuance of a signal to the indicator device 12.

Третье фотоприемное устройство 6 расположено за проточной кюветой 4 по отношению к импульсному источнику возбуждения 1 и осуществляет контроль загрязнения внутренних защитных стекол кюветы 5, вызванное осаждением на них масла. Выход третьего фотоприемного устройства 6 соединен с первым входом второго компаратора 9, второй вход которого соединен с выходом второго фотоприемного устройства 7. При загрязнении стекол сигнал, поступающий из фотоприемного устройства 6 на первый вход компаратора 9, равен или меньше сигнала, поступающего из фотоприемного устройства 7 на второй вход компаратора 9. Происходит срабатывание компаратора 9 с выдачей сигнала на индикаторное устройство 10 о загрязнении стекол кюветы.The third photodetector 6 is located behind the flow cell 4 with respect to the pulse excitation source 1 and monitors the contamination of the inner protective glasses of the cell 5 caused by the deposition of oil on them. The output of the third photodetector 6 is connected to the first input of the second comparator 9, the second input of which is connected to the output of the second photodetector 7. When the glass is dirty, the signal coming from the photodetector 6 to the first input of the comparator 9 is equal to or less than the signal coming from the photodetector 7 to the second input of the comparator 9. The comparator 9 is triggered with a signal to the indicator device 10 about the contamination of the pan glasses.

На выходе проточной кюветы может быть установлен ограничитель расхода 3, задающий величину расхода анализируемого воздуха через кювету и обеспечивающий дросселирование высокого давления до атмосферного.At the outlet of the flow cell, a flow limiter 3 can be installed, which sets the flow rate of the analyzed air through the cell and provides throttling of high pressure to atmospheric pressure.

Пример конкретного исполнения флуоресцентного сигнализатора масла в сжатых газах представлен на фиг.2.An example of a specific implementation of the fluorescent signaling device oil in compressed gases is presented in figure 2.

Источник излучения (импульсная лампа ИНП-5/45А) 13, ключ зажигания лампы 14 составляют импульсный источник возбуждения. Конденсор 15, светофильтр 16, The radiation source (flash lamp INP-5 / 45A) 13, the ignition key of the lamp 14 comprise a pulse excitation source. Capacitor 15, filter 16,

полупрозрачное зеркало 17 и линза 18 составляют оптическую систему для формирования излучения возбуждения анализируемого газа.a translucent mirror 17 and a lens 18 constitute an optical system for generating excitation radiation of the analyzed gas.

С помощью зеркала 17 часть потока возбуждения через светофильтр 19 поступает на фотоприемник (фотодиод КДФ-105А) 20, который вместе с усилителем 21 составляют второе фотоприемное устройство.Using the mirror 17, part of the excitation flux through the filter 19 enters the photodetector (KDF-105A photodiode) 20, which together with the amplifier 21 make up the second photodetector.

Оптическая линза 22, светофильтр 23, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ-148) 24 и усилитель 25 составляют первое фотоприемное устройство.An optical lens 22, a filter 23, a photomultiplier tube (FEU-148) 24 and an amplifier 25 constitute the first photodetector.

Светофильтр 26, фотоприемник (фотодиод КЛФ-105А) 27 и усилитель 28 составляют третье фотоприемное устройство.The filter 26, a photodetector (KLF-105A photodiode) 27 and an amplifier 28 make up the third photodetector.

Компаратор 11 является общим для первого и второго фотоприемных устройств, компаратор 9 - для второго и третьего фотоприемных устройствComparator 11 is common for the first and second photodetectors, comparator 9 is for the second and third photodetectors

Анализируемый воздух проходит через проточную кювету (камеру высокого давления) 4, снабженную защитными стеклами 5 и на выходе из кюветы воздух направляется в ограничитель расхода 3 и далее в атмосферу.The analyzed air passes through a flow cell (high-pressure chamber) 4, equipped with protective glasses 5 and at the outlet of the cell the air is directed to the flow limiter 3 and then to the atmosphere.

Антибликовое покрытие на внутренних стенках смотровых стекол может быть нанесено, например следующее: МНч.6 матовое или Хч3.An anti-reflective coating on the inner walls of the sight glasses can be applied, for example, the following: MNch.6 matte or Khch3.

Ограничитель расхода воздуха 3 может быть выполненным, например, в виде устройства, содержащего газовый канал в виде плоской щелевой спирали, расположенной между внутренней и внешней образующими цилиндрических поверхностей.The air flow limiter 3 can be made, for example, in the form of a device containing a gas channel in the form of a flat slotted spiral located between the inner and outer generatrices of cylindrical surfaces.

Работа сигнализатора осуществляется следующим образом.The operation of the alarm is as follows.

Световое излучение ультрафиолетового спектра лампы 13 через формирующие оптические элементы, попадая в проточную кювету, вызывает флуоресцентное свечение анализируемой среды, которое выделяется светофильтром 23 и преобразуется фотоэлектронным умножителем 24 в электрический сигнал. Этот сигнал, величина которого пропорциональна потоку возбуждения и концентрации масла в воздухе, после формирования в канале фотоэлектронного умножителя 24 и усиления в усилителе 25 поступает на первый вход компаратора 11. Одновременно со второго фотоприемного устройства на другой вход этого же компаратора приходит сигнал, пропорциональный потоку возбуждения и не зависящий от концентрации масла. Срабатывание компаратора 11 с выдачей сигнала на индикаторное устройство 10 происходит, когда напряжение на первом входе сравняется или станет больше напряжения на втором его входе, т.е. при достижении концентрации масла заданного уровня.The light from the ultraviolet spectrum of the lamp 13 through the forming optical elements, falling into the flow cell, causes a fluorescent glow of the analyzed medium, which is emitted by the filter 23 and converted by the photoelectronic multiplier 24 into an electrical signal. This signal, the value of which is proportional to the flow of excitation and the concentration of oil in the air, after the formation of the photoelectronic multiplier 24 in the channel and amplification in the amplifier 25, is fed to the first input of the comparator 11. At the same time, a signal proportional to the excitation flow comes to the other input of the same comparator and not dependent on the concentration of oil. The operation of the comparator 11 with the issuance of a signal to the indicator device 10 occurs when the voltage at the first input is equal to or becomes greater than the voltage at its second input, i.e. when the oil concentration reaches the specified level.

Таким образом, при принятом функциональном построении прибора уровень срабатывания компаратора 11 и формирования выходного сигнала не зависит от величины потока возбуждения и определяется лишь соотношением коэффициентов усиления усилителей в первом и втором фотоприемных устройствах.Thus, with the adopted functional construction of the device, the level of response of the comparator 11 and the formation of the output signal does not depend on the magnitude of the excitation flux and is determined only by the ratio of the amplification factors of the amplifiers in the first and second photodetector devices.

Все оптические элементы, за исключением лампы, конденсора, зеркала и фотоприемников входят в состав кюветы, находящейся под высоким давлением (до 40 МПа). На выходе кюветы расположен ограничитель расхода 3, задающий необходимый расход воздуха через сигнализатор масла. Гидросопротивление ограничителя расхода воздуха создается за счет газового канала, выполненного в виде плоской щелевой спирали, расположенной между внутренней и внешней образующими цилиндрических поверхностей.All optical elements, with the exception of the lamp, condenser, mirror and photodetectors, are part of a cell under high pressure (up to 40 MPa). At the outlet of the cuvette there is a flow limiter 3, which sets the required air flow through the oil indicator. The hydraulic resistance of the air flow limiter is created due to the gas channel, made in the form of a flat slotted spiral located between the inner and outer generatrices of cylindrical surfaces.

Возможное в процессе эксплуатации прибора загрязнение внутренних поверхностей защитных стекол кюветы, вызванное осаждением на них масла, может изменить величину сигнала, поступающего на первое фотоприемное устройство при том же потоке возбуждения. Для контроля указанного загрязнения используется сигнал, формируемый третьим фотоприемным устройством.Possible during the operation of the device contamination of the inner surfaces of the protective glasses of the cell, caused by the deposition of oil on them, can change the magnitude of the signal supplied to the first photodetector with the same excitation flux. To control this pollution, a signal generated by a third photodetector is used.

При отсутствии загрязнения сигнал, поступающий на первый вход компаратора 9 из третьего фотоприемного устройства, несколько превышает уровень сигнала, поступающего на второй вход компаратора из второго фотоприемного устройства. Загрязнение защитных стекол приводит к уменьшению сигнала, формируемого третьим фотоприемным устройством. При равенстве напряжений, поступающих на входы компаратора 9, происходит его срабатывание и формирование сигнала, свидетельствующего о загрязнении внутренней поверхности кюветы с подачей сигнала на индикаторное устройство 10.In the absence of contamination, the signal supplied to the first input of the comparator 9 from the third photodetector slightly exceeds the level of the signal fed to the second input of the comparator from the second photodetector. Pollution of protective glasses leads to a decrease in the signal generated by the third photodetector. If the voltages supplied to the inputs of the comparator 9 are equal, it is triggered and a signal is generated that indicates the contamination of the inner surface of the cell with the signal being sent to the indicator device 10.

Опытные образцы сигнализаторов масла в сжатых газах прошли успешную экспериментальную проверку на стадии опытно-конструкторской разработки (ПИГН.413324.001). Данные проведенной экспериментальной проверки подтверждают возможность получения при использовании полезной модели вышеупомянутого технического результата, заключающего в создании прибора, позволяющего осуществлять контроль предельно допустимой концентрации масла в сжатых газах с высокой точностью и чувствительностью в течение всего срока эксплуатации.Prototypes of oil signaling devices in compressed gases passed a successful experimental verification at the development stage (PIGN.413324.001). The data of the conducted experimental verification confirm the possibility of obtaining the above-mentioned technical result when using the utility model, which consists in creating a device that allows controlling the maximum permissible concentration of oil in compressed gases with high accuracy and sensitivity over the entire life cycle.

Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает высокую чувствительность и точность контроля масла в сжатом воздухе за счет осуществления в процессе эксплуатации прибора контроля интенсивности излучения возбуждения и загрязнения внутренних поверхностей защитных стекол кюветы, вызванное Thus, the claimed utility model provides high sensitivity and accuracy of control of oil in compressed air due to the implementation during operation of the device control the intensity of radiation of excitation and contamination of the inner surfaces of the protective glasses of the cell, caused by

осаждением на них масла, использования ограничителя расхода воздуха, задающего величину расхода воздуха через проточную кювету, нанесения антибликового покрытия внутренней поверхности кюветы. Использование флуоресцентного способа обнаружения паров масла в сжатом воздухе на выходе компрессорных станций позволяет контролировать предельные концентрации масла порядка 80 мг/м3 в проточной кювете рассчитанной на давление до 40 МПа с выдачей сигнала о превышении предельно допустимой концентрации масла в аппаратуру автоматического управления компрессорной станции.the deposition of oil on them, the use of an air flow limiter that sets the amount of air flow through the flow cell, applying an anti-reflective coating to the inner surface of the cell. Using a fluorescent method for detecting oil vapor in compressed air at the outlet of compressor stations allows you to control the maximum oil concentration of about 80 mg / m 3 in a flow cell designed for pressure up to 40 MPa with the signal about exceeding the maximum permissible oil concentration in the compressor station automatic control equipment.

Claims (3)

1. Флуоресцентный сигнализатор масла в сжатых газах, содержащий камеру высокого давления в виде проточной кюветы для анализируемого газа, снабженную смотровыми стеклами, импульсный источник ультрафиолетового излучения, оптическую систему для формирования излучения возбуждения анализируемого газа, включающую конденсорную линзу и фильтр, первое фотоприемное устройство для регистрируемого возбужденного излучения, расположенные за проточной кюветой на оси, перпендикулярной оптической оси источника излучения возбуждения, отличающийся тем, что содержит второе фотоприемное устройство интенсивности возбуждающего излучения, третье фотоприемное устройство для регистрации возбуждающего излучения, прошедшего сквозь смотровые стекла кюветы, а также два компаратора и два индикаторных устройства, при этом третье фотоприемное устройство расположено за проточной кюветой по отношению к источнику излучения на одной оптической оси с источником излучения, второе фотоприемное устройство размещено до проточной кюветы на оси, перпендикулярной оптической оси источника излучения возбуждения, выходы первого и третьего фотоприемных устройств заведены на первые входы соответственно первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходом второго фотоприемного устройства, а выходы упомянутых компараторов соединены с соответствующими индикаторными устройствами, причем оптическая система для формирования излучения возбуждения включает полупрозрачное зеркало, расположенное под углом 45° к направлению источника излучения, обеспечивая прохождение излучения возбуждения в прямом направлении и отражение его - в перпендикулярном.1. A fluorescent detector of oil in compressed gases, comprising a high pressure chamber in the form of a flow cell for the analyzed gas, equipped with sight glasses, a pulsed ultraviolet radiation source, an optical system for generating excitation radiation of the analyzed gas, including a condenser lens and a filter, the first photodetector for the detected excited radiation located behind the flow cell on an axis perpendicular to the optical axis of the excitation radiation source, characterized the fact that it contains a second photodetector for exciting radiation intensity, a third photodetector for detecting exciting radiation transmitted through the sight glasses of the cuvette, as well as two comparators and two indicator devices, while the third photodetector is located behind one flow cell in relation to the radiation source on one the optical axis with the radiation source, the second photodetector is placed up to the flow cell on the axis perpendicular to the optical axis of the radiation source excitations, the outputs of the first and third photodetectors are connected to the first inputs of the first and second comparators, the second inputs of which are connected to the output of the second photodetector, and the outputs of the above comparators are connected to the corresponding indicator devices, and the optical system for generating excitation radiation includes a translucent mirror located at an angle of 45 ° to the direction of the radiation source, providing the passage of radiation of the excitation in the forward direction and reflection Its performance is perpendicular. 2. Флуоресцентный сигнализатор масла в сжатых газах по п.1, отличающийся тем, что внутренние стенки проточной кюветы содержат антибликовое покрытие.2. The fluorescent signaling device of oil in compressed gases according to claim 1, characterized in that the inner walls of the flow cell contain an anti-reflective coating. 3. Флуоресцентный сигнализатор масла в сжатых газах по п.1, отличающийся тем, что на выходе проточной кюветы установлен ограничитель расхода воздуха, содержащий газовый канал, выполненный в виде плоской щелевой спирали, расположенной между внутренней и внешней образующими цилиндрических поверхностей.
Figure 00000001
3. The fluorescent signaling device of oil in compressed gases according to claim 1, characterized in that an air flow restrictor is installed at the outlet of the flow cell, containing a gas channel made in the form of a flat slotted spiral located between the inner and outer generatrices of cylindrical surfaces.
Figure 00000001
RU2008131034/22U 2008-07-28 2008-07-28 FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES RU79181U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131034/22U RU79181U1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131034/22U RU79181U1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU79181U1 true RU79181U1 (en) 2008-12-20

Family

ID=48229326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131034/22U RU79181U1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU79181U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016077741A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 Marquette University Adapter for a cell holder of a spectrofluorometer
RU172095U1 (en) * 2017-01-27 2017-06-28 Леонид Григорьевич Кузнецов Device for monitoring the oil content in compressed gas
US9863873B2 (en) 2012-03-27 2018-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Infrared spectrometer measurement of droplets collected from an oil mist in a breather pipe of a gas turbine
RU2813216C1 (en) * 2023-06-26 2024-02-08 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" Device for monitoring oil concentration in compressed gas of compressor station

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9863873B2 (en) 2012-03-27 2018-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Infrared spectrometer measurement of droplets collected from an oil mist in a breather pipe of a gas turbine
WO2016077741A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 Marquette University Adapter for a cell holder of a spectrofluorometer
US10139344B2 (en) 2014-11-13 2018-11-27 Marquette University Adapter for a cell holder of a spectrofluorometer
RU172095U1 (en) * 2017-01-27 2017-06-28 Леонид Григорьевич Кузнецов Device for monitoring the oil content in compressed gas
RU2813216C1 (en) * 2023-06-26 2024-02-08 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" Device for monitoring oil concentration in compressed gas of compressor station
RU2828646C1 (en) * 2024-01-29 2024-10-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" Device for monitoring oil concentration in compressed gas of compressor station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7659980B1 (en) Nephelometric turbidity sensor device
US3806727A (en) Optical detector system
US9651501B2 (en) Device and method for recording contaminations in a hydraulic system
PL399354A1 (en) Method and apparatus for remote detection of the alcohol vapor in the atmosphere
KR970075868A (en) Oil detector
JP3869070B2 (en) Oil detector
US10197545B2 (en) Method and apparatus for measurement of a material in a liquid through absorption of light
RU79181U1 (en) FLUORESCENT OIL SIGNAL IN COMPRESSED GASES
WO2008145115A3 (en) Device and method for determining the permeation rate of at least one permeate through an element that forms a diffusion barrier
WO1992007249A1 (en) Methods and sensor systems for sensing hydrocarbon-containing fluids based on fluorescence detection
GB2495703A (en) Optical sensor without wavelength filter
US11525780B2 (en) Device and method for measuring the spatial distribution of the concentration of compounds and mixtures thereof in a fluid and/or the level in a fluid
RU2478192C2 (en) Method for optical remote detection of compounds in medium
JPS63266342A (en) Detector for degree of deterioration of oil
RU2813216C1 (en) Device for monitoring oil concentration in compressed gas of compressor station
CN102301224A (en) Optical Absorption Probe Provided With Emission Source Monitoring
JP2004170088A (en) Gas component measuring method and device for the same
CN101839859B (en) Device for testing residence time distribution (RTD) of material
CN1793850A (en) Gas concentration detection method and equipment based on ring-shaped optical fiber laser
CN114527069A (en) Multipurpose double-light-source self-compensation light path design
US20130224850A1 (en) Device and method for detecting bacterial endospores that are suspended in the atmosphere
US9006685B2 (en) Device and method for determining the concentration of fluorophores in a sample
RU2334215C1 (en) Gas medium dust content tester
EP3502658A1 (en) Apparatus for determining properties of a sample stream
RU2313778C1 (en) Device for measuring oxygen content in fluids and gases

Legal Events

Date Code Title Description
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20110610