RU89708U1 - INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS - Google Patents
INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU89708U1 RU89708U1 RU2009130189/22U RU2009130189U RU89708U1 RU 89708 U1 RU89708 U1 RU 89708U1 RU 2009130189/22 U RU2009130189/22 U RU 2009130189/22U RU 2009130189 U RU2009130189 U RU 2009130189U RU 89708 U1 RU89708 U1 RU 89708U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- sensors
- medium
- installation according
- analysis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
1. Установка для сравнительных испытаний газоаналитических датчиков разных типов с имитацией натурных условий, содержащая замкнутую полость, в которой установлены испытуемые газоаналитические датчики, датчики контроля климатических параметров, патрубок отбора газовой среды на анализ состава, патрубки ввода газовых компонентов, соединенные с системами подачи газов, устройства поддержания заданной температуры и влажности газовой среды в замкнутом объеме, отличающаяся тем, что замкнутая полость выполнена в виде кольцевого циркуляционного контура с вертикальным участком, внутри которого размещено устройство для циркуляции газовой среды в контуре и дополнительные испытуемые газоаналитические датчики, при этом все испытуемые газоаналитические датчики размещены в поперечной плоскости и закреплены на горизонтальной газопроницаемой платформе. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой циркуляционный контур соединен через запорные устройства с атмосферой и с системой, обеспечивающей замену газовой среды в контуре, выполненной, например, в виде вентилятора, вход которого сообщен с атмосферой. ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что патрубки ввода газовых компонентов установлены с возможностью перемещения относительно плоскости платформы с испытуемыми газоаналитическими датчиками. ! 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для циркуляции газовой среды выполнено в виде вентилятора, имеющего регулируемую производительность, и установлено в кольцевом циркуляционном контуре с возможностью создания в его вертикальном участке восходящего потока газовой среды. ! 5. Установка по п.1, отли1. Installation for comparative testing of gas analysis sensors of various types with simulation of natural conditions, containing a closed cavity in which the tested gas analysis sensors, sensors for monitoring climatic parameters, a gas medium sampling pipe for analysis of the composition, gas component inlet pipes connected to gas supply systems are installed, a device for maintaining a given temperature and humidity of the gaseous medium in a closed volume, characterized in that the closed cavity is made in the form of an annular circulation th contour with a vertical portion, within which the device taken for circulating the gas medium in the loop and the additional gas analysis test sensors, the test gas analysis all sensors are placed in the transverse plane and secured on a horizontal platform permeable. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the annular circulation circuit is connected through shut-off devices to the atmosphere and to a system that provides replacement of the gas medium in the circuit, made, for example, in the form of a fan, the input of which is connected to the atmosphere. ! 3. Installation according to claim 1, characterized in that the inlet pipes of the gas components are installed with the possibility of movement relative to the plane of the platform with the tested gas analytic sensors. ! 4. Installation according to claim 1, characterized in that the device for circulating a gas medium is made in the form of a fan having an adjustable capacity and is installed in an annular circulation circuit with the possibility of creating an upward flow of a gas medium in its vertical section. ! 5. Installation according to claim 1,
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к измерительным установкам для испытаний газоаналитических датчиков различных типов, которые используются для контроля концентрации испаренных компонентов ракетных топлив в помещениях стендов для отработки жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), работающих преимущественно на жидком водороде и жидком кислороде.The utility model relates to measuring equipment, namely, to measuring devices for testing various types of gas analytic sensors, which are used to control the concentration of vaporized components of rocket fuels in the premises of test benches for working out liquid rocket engines (LRE), working mainly on liquid hydrogen and liquid oxygen.
Одной из проблем обеспечения безопасности стендовых испытаний ракетных блоков (РБ) и двигательных установок (ДУ) на жидком водороде и жидком кислороде является оперативный контроль появления в воздушной среде испытательного помещения опасных накоплений компонентов ракетных топлив (газообразных водорода и/или кислорода), образующихся в результате несанкционированных утечек, с последующим немедленным принятием эффективных мер по предотвращению вероятных пожаров и взрывов водородно-воздушных смесей в помещениях стенда. Основным звеном в системе контроля опасных накоплений (СКОН) являются газоаналитические датчики. Высокая пожаро-взрывоопасность смесей водорода с воздухом требует быстродействия и надежности газоаналитических датчиков, определяющих эффективность систем СКОН и связанных с ними систем пожаро-взрывопредупреждения (СПВП). В связи с этим к газоаналитическим датчикам, устанавливаемым на стендах для испытаний кислородно-водородных ДУ с ЖРД, предъявляются высокие требования по быстродействию и надежности. Задержки обнаружения концентраций опасных накоплений контролируемых газов увеличивают массу накапливаемых опасных смесей, вероятность аварийных исходов испытаний и тяжесть их последствий.One of the problems of ensuring the safety of bench tests of rocket blocks (RB) and propulsion systems (ДУ) on liquid hydrogen and liquid oxygen is the operational control of the appearance in the air of the test room of dangerous accumulations of components of rocket fuels (gaseous hydrogen and / or oxygen) resulting from unauthorized leaks, followed by the immediate adoption of effective measures to prevent possible fires and explosions of hydrogen-air mixtures in the premises of the stand. The main link in the system for monitoring hazardous accumulations (SCWS) are gas analysis sensors. The high fire and explosion hazard of mixtures of hydrogen with air requires the speed and reliability of gas analytical sensors that determine the effectiveness of SKON systems and associated fire and explosion warning systems (SPVP). In this regard, the gas analysis sensors installed on the test benches for oxygen-hydrogen remote control with LRE high demands are placed on speed and reliability. Delays in detecting concentrations of dangerous accumulations of controlled gases increase the mass of accumulated dangerous mixtures, the likelihood of accidental test outcomes and the severity of their consequences.
Важнейшее значение при разработке на современном техническом уровне систем контроля, предупреждения и защиты для испытательных стендов, имеет выбор газоаналитических датчиков, надежно работающих в широком диапазоне температур, влажности, воздействий акустического, теплового и электромагнитного излучений, вибрационных и ударных нагрузок, в присутствии других газов, влияющих на их работу.Of critical importance in the development of modern monitoring systems for warning, warning and protection systems for test benches is the choice of gas-analytical sensors that work reliably in a wide range of temperatures, humidity, acoustic, thermal and electromagnetic radiation, vibration and shock loads, in the presence of other gases, affecting their work.
В настоящее время разработчики и изготовители газоаналитических датчиков контроля компонентов, например, водорода, к каждому датчику прикладывают его паспортную характеристику, полученную при сдаточных заводских испытаниях. Методика заводских испытаний, а также конкретные технические условия их проведения в паспорте на датчик не приводятся. Не всегда указывается ресурсная работоспособность датчиков в реальных климатических условиях. Потребители газоаналитических датчиков вынуждены самостоятельно решать проблему подтверждения паспортных характеристик и ресурса работоспособности газоаналитических датчиков в натурных условиях их функционирования на испытательных стендах.Currently, developers and manufacturers of gas-analytic sensors for monitoring components, such as hydrogen, apply to each sensor its passport characteristic obtained during final factory tests. The methodology of factory tests, as well as the specific technical conditions for their implementation, are not given in the passport for the sensor. Not always indicated resource performance sensors in real climatic conditions. Consumers of gas analysis sensors are forced to independently solve the problem of confirming the passport characteristics and service life of gas analysis sensors in the field of their operation on test benches.
В натурных условиях (помещениях стенда) газоаналитические датчики устанавливаются в местах наиболее вероятного появления опасных накоплений контролируемых газов [см. Приборы шахтные газоаналитические. Общие технические требования. Методы испытаний. ГОСТ 24032-80]. Натурные условия функционирования датчиков могут включать в себя различные сочетания разнородных внешних факторов, влияющих на характеристики датчиков, и в целом, на их работоспособность. Например, на работу газоаналитических датчиков, установленных в открытых испытательных помещениях, влияют сочетания переменных атмосферно-климатических условий окружающей воздушной среды, акустические, тепловые излучения от объектов, испытываемых на ракетных стендах, вибрационные и ударные нагрузки различного происхождения.Under natural conditions (stand premises), gas-analytic sensors are installed in places of the most probable occurrence of dangerous accumulations of controlled gases [see Mine gas analysis devices. General technical requirements. Test methods. GOST 24032-80]. Field conditions for the functioning of sensors may include various combinations of heterogeneous external factors affecting the characteristics of the sensors, and in general, their performance. For example, the operation of gas analytical sensors installed in open test rooms is affected by combinations of variable atmospheric and climatic conditions of the surrounding air environment, acoustic, thermal radiation from objects tested on rocket stands, vibration and shock loads of various origins.
Реальное быстродействие газоаналитического датчика зависит от степени его селективности по отношению к контролируемому компоненту, содержащемуся в различных газовоздушных смесях, неконтролируемые компоненты которых также оказывают влияние на характеристики и работоспособность датчика. Например, экспериментально установлено, что некоторые типы газоаналитических датчиков для контроля водорода чувствительны также и к содержанию гелия в газовоздушной смеси. Некоторые газоаналитические датчики, предназначенные для контроля содержания исключительно кислорода в газовых смесях, могут временно оказаться неработоспособными, если в этих смесях появляется примесь газообразного водорода. Временные отказы датчиков проявляются и в случае превышения в атмосфере помещений допустимой концентрации контролируемого датчиком компонента. Длительность временных отказов и появление нечувствительности газоаналитических датчиков должны были бы выявляться и указываться в их паспортах. Однако разработчики указанных датчиков, как правило, не проводят такие исследования. В результате отказы газоаналитических датчиков выявляются во время стендовых испытаний ЖРД, приводя к высоким рискам их проведения и значительным материальным затратам в случае аварийного исхода.The actual performance of the gas analytic sensor depends on the degree of its selectivity with respect to the controlled component contained in various gas-air mixtures, the uncontrolled components of which also affect the characteristics and performance of the sensor. For example, it has been experimentally established that some types of gas analysis sensors for monitoring hydrogen are also sensitive to the helium content in the gas-air mixture. Some gas analytical sensors designed to monitor exclusively the oxygen content in gas mixtures may temporarily become inoperative if an admixture of gaseous hydrogen appears in these mixtures. Temporary sensor failures also occur in case of exceeding the permissible concentration of the component controlled by the sensor in the room atmosphere. The duration of temporary failures and the appearance of insensitivity of gas-analytic sensors should be detected and indicated in their passports. However, the developers of these sensors, as a rule, do not conduct such studies. As a result, failures of gas analytical sensors are detected during bench tests of liquid propellant rocket engines, leading to high risks of their conduct and significant material costs in the event of an emergency.
Пользователи газоаналитических датчиков вынуждены разрабатывать методики и экспериментальные установки (ЭУ) для их испытаний при различных прогнозируемых сочетаниях одновременно воздействующих факторов, в которых находятся датчики на испытательных стендах. Затраты на восстановление после вероятных разрушений испытательных сооружений и уникальных изделий многократно превосходят затраты на дополнительные испытания газоаналитических датчиков в натурных условиях. Такой подход может обеспечить надежность систем СКОН и СПВП, повысить общую безопасность испытаний на действующих стендах.Users of gas analytic sensors are forced to develop methods and experimental facilities (EI) for their testing with various predicted combinations of simultaneously acting factors in which the sensors are located on test benches. The costs of restoration after the probable destruction of test facilities and unique products are many times greater than the costs of additional tests of gas-analytic sensors in natural conditions. Such an approach can ensure the reliability of SKON and SPVP systems, increase the overall safety of tests at existing stands.
В связи с этим к ЭУ для сравнительных испытаний газоаналитических датчиков различных типов предъявляются высокие требования по созданию и поддержанию программных натурных условий, воздействующих на датчики.In this regard, for the comparative tests of gas-analytic sensors of various types, high demands are placed on the creation and maintenance of software field conditions affecting the sensors.
Известна установка для испытаний газоаналитических датчиков разных типов с имитацией натурных условий, содержащая замкнутую полость, в которой установлены испытуемый и контрольный газоаналитические датчики, датчики контроля климатических параметров и состава газовой среды, патрубки ввода газовых компонентов, соединенные с системами подготовки газообразных компонентов, и устройства поддержания заданной температуры и влажности газовой среды в замкнутой полости (см. Технические характеристики и области применения установки для испытаний водородных датчиков. / Международный журнал «Альтернативная энергетика и экология» №5 (37), 2006, с.?).A known installation for testing gas analytic sensors of various types with simulation of natural conditions, containing a closed cavity in which are installed the test and control gas analysis sensors, sensors for monitoring the climatic parameters and composition of the gas medium, gas component inlet pipes connected to the preparation of gaseous components, and support devices preset temperature and humidity of the gaseous medium in a closed cavity (see Technical characteristics and application areas of the test apparatus REPRESENTATIONS hydrogen sensors. / International Journal "Alternative Energy and Ecology» №5 (37), 2006, p.?).
Назначение установки - проведение научных исследований, проверки характеристик водородных сенсоров в климатических условиях, приближенных к условиям эксплуатации. Она состоит из двух испытательных камер, снабженных различными вспомогательными системами, включая устройства подготовки газо-жидкостных смесей, испарители и влагомеры.The purpose of the installation is to conduct scientific research, verify the characteristics of hydrogen sensors in climatic conditions close to operating conditions. It consists of two test chambers equipped with various auxiliary systems, including gas-liquid mixture preparation devices, evaporators and moisture meters.
Известная установка позволяет проводить длительные исследования медленно меняющихся воздействий модельной газовой среды на единственный газоаналитический датчик и динамические испытания, заключающиеся в получении отклика того же датчика на быстрые программные изменения концентрации модельной газовой среды, создаваемой системами экспериментальной установки. В первом случае исследуется воздействие на исследуемый газоаналитический датчик постепенного изменения таких параметров газовой среды, как температура, давление, влажность и концентрация водорода и различных примесей к водороду (СО, СО2, H2S, SO2; NOX, CXH, NH3 и спирты). Во втором случае обеспечивается быстрое изменение состава газовой смеси при постоянстве ее расхода через исследуемый датчик. Во время испытания значения исследуемых параметров выносятся на график зависимости от времени испытания на экране монитора. Регулировка всех указанных параметров осуществляется непрерывно на основании показаний датчика, установленного в подготовительной камере емкостью 2,39 л и соединенного с измерительной схемой. Требуемые минимальные концентрации водорода или иных примесей создаются путем разбавления предварительно подготовленных водородно-воздушных смесей в чистом воздухе. К изменяемым параметрам окружающей среды относятся температура, относительная влажность и давление. Экспериментальная установка пригодна для проведения научных исследований и лабораторных испытаний индивидуальных газоаналитических датчиков и пленочных сенсоров.The well-known installation allows for long-term studies of slowly changing effects of a model gas medium on a single gas analytic sensor and dynamic tests, which consist in obtaining the response of the same sensor to fast programmatic changes in the concentration of a model gas medium created by experimental installation systems. In the first case, the effect of a gradual change in such parameters of the gaseous medium as temperature, pressure, humidity, and the concentration of hydrogen and various impurities to hydrogen (CO, CO 2 , H 2 S, SO 2 ; NO X , C X H, NH 3 and alcohols). In the second case, a rapid change in the composition of the gas mixture is ensured with a constant flow rate through the studied sensor. During the test, the values of the studied parameters are plotted against the test time on the monitor screen. All these parameters are adjusted continuously based on the readings of the sensor installed in the preparatory chamber with a capacity of 2.39 l and connected to the measuring circuit. The required minimum concentrations of hydrogen or other impurities are created by diluting pre-prepared hydrogen-air mixtures in clean air. Variable environmental parameters include temperature, relative humidity and pressure. The experimental setup is suitable for scientific research and laboratory testing of individual gas analytical sensors and film sensors.
Недостатками известной установки являются невозможность одновременного проведения сравнительных испытаний нескольких газоаналитических датчиков разных типов в условиях близким к натурным, высокая сложность, а также невозможность применения гелия в виде фоновой примеси по причине известных трудностей его удаления из газоаналитической системы. Испытания нескольких сравниваемых газоаналитических датчиков на описанной установке могут проводиться только последовательно. В связи с этим их результаты не дают оснований для сравнения получаемых индивидуальных характеристик по причине всегда имеющих место отклонений влияющих и неинформативных параметров во время испытаний. Корректное сравнение характеристик датчиков требует их предварительного статистического обоснования путем проведения достаточного количества исследований, что связано со значительными временными и экономическими затратами.The disadvantages of the known installation are the impossibility of simultaneously conducting comparative tests of several gas analytic sensors of different types under conditions close to natural, high complexity, and the impossibility of using helium as a background impurity due to the known difficulties of its removal from the gas analysis system. Tests of several compared gas analysis sensors on the described installation can only be carried out sequentially. In this regard, their results do not give grounds for comparing the obtained individual characteristics due to always deviations of influencing and uninformative parameters during the tests. Correct comparison of the characteristics of the sensors requires their preliminary statistical justification by conducting a sufficient number of studies, which is associated with significant time and economic costs.
Целью сравнительных испытаний группы газоаналитических датчиков разных типов является выявление и взаимное сравнение рабочих характеристик каждого датчика, прежде всего, быстродействия и селективности по отношению к контролируемому компоненту путем программного изменения состава анализируемых газовых смесей, механических, электромагнитных, акустических и климатических воздействий на датчики, причем все воздействия осуществляются синхронно для всех датчиков группы. Идентичность испытательных условий и синхронность внешних воздействий на датчики создают метрологическую основу для сравнения рабочих характеристик датчиков. Результаты сравнительных испытаний газоаналитических датчиков разных типов позволяют потребителю выбрать на современном приборном рынке их наилучшие образцы для приобретения.The purpose of comparative tests of a group of gas-analytic sensors of different types is to identify and intercompare the performance of each sensor, first of all, speed and selectivity with respect to the controlled component by programmatically changing the composition of the analyzed gas mixtures, mechanical, electromagnetic, acoustic and climatic effects on the sensors, and all impacts are carried out synchronously for all sensors of the group. The identity of the test conditions and the synchronism of external influences on the sensors create a metrological basis for comparing the performance of the sensors. The results of comparative tests of gas analytic sensors of various types allow the consumer to choose their best samples for purchase on the modern instrument market.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании экспериментальной установки упрощенной схемы, обеспечивающей проведение испытаний одновременно нескольких газоаналитических датчиков различных схем и принципов действия, испытываемых при идентичных условиях и внешних воздействиях для сравнения их рабочих и эксплуатационных характеристик.The technical problem to be solved by the utility model is to create an experimental setup of a simplified circuit that allows testing of several gas analytic sensors of different circuits and operating principles at the same time, tested under identical conditions and external influences to compare their operating and operational characteristics.
Это достигается тем, что в известной установке для сравнительных испытаний газоаналитических датчиков разных типов с имитацией натурных условий, содержащей замкнутую полость, в которой установлены испытуемый и технологический газоаналитические датчики, датчики контроля климатических параметров газовой среды, патрубки ввода газовых компонентов, соединенные с системами подготовки газообразных компонентов, и устройства поддержания заданной температуры и влажности газовой среды, согласно полезной модели, замкнутая полость выполнена в виде кольцевого циркуляционного контура с вертикальным участком, внутри которого в поперечной плоскости размещены испытуемые газоаналитические датчики, закрепленные на горизонтальной газопроницаемой платформе и устройство для циркуляции движения газовой среды.This is achieved by the fact that in the known installation for comparative testing of gas analysis sensors of various types with simulation of natural conditions, containing a closed cavity in which the test and process gas analysis sensors are installed, sensors for monitoring the climatic parameters of the gas medium, gas component inlet pipes connected to the gas preparation systems components, and devices for maintaining a given temperature and humidity of the gas medium, according to a utility model, a closed cavity is made an annular flow circuit with a vertical portion, inside which are placed in the transverse plane of the test gas analysis sensor, mounted on a horizontal platform of a gas-permeable and apparatus for circulating the gas medium movement.
Кроме того, кольцевой циркуляционный контур снабжен предохранительными мембраной и клапаном, и соединен через запорные устройства с атмосферой и с системой, обеспечивающей замену газовой среды в контуре, выполненной, например, в виде вентилятора, вход которого сообщен с атмосферой.In addition, the annular circulation circuit is equipped with a safety diaphragm and valve, and is connected through shut-off devices to the atmosphere and to a system that provides replacement of the gaseous medium in the circuit, made, for example, in the form of a fan whose inlet is connected to the atmosphere.
При этом патрубки ввода газовых компонентов установлены с возможностью перемещения относительно газоаналитических датчиков.At the same time, the input pipes of the gas components are installed with the possibility of movement relative to the gas analysis sensors.
Установка снабжена устройствами создания акустических, электромагнитных, вибрационных и ударных воздействий на газоаналитические датчики, а в кольцевом циркуляционном контуре установлено устройство для измерения скорости газового потока.The installation is equipped with devices for creating acoustic, electromagnetic, vibrational and shock effects on gas-analytic sensors, and a device for measuring the gas flow velocity is installed in the annular circulation circuit.
Причем устройство для циркуляции газовой среды имеет регулируемую производительность и установлено в кольцевом циркуляционном контуре с возможностью создания в его вертикальном участке восходящего потока газовой среды.Moreover, the device for circulating a gaseous medium has an adjustable capacity and is installed in an annular circulation circuit with the possibility of creating an upward flow of a gaseous medium in its vertical section.
На чертеже приведена схема установки для сравнительных испытаний газоаналитических датчиков разных типов с имитацией натурных условий.The drawing shows a diagram of an installation for comparative testing of gas analytic sensors of various types with simulated field conditions.
Экспериментальная установка для испытаний датчиков концентраций целевых компонентов предназначена для проведения сравнительных испытаний на быстродействие и селективность газоаналитических датчиков с моделированием натурных климатических условий окружающей газовой среды, вибрационных, ударных, акустических и электромагнитных воздействий.The experimental setup for testing the concentration sensors of the target components is designed to conduct comparative tests for the speed and selectivity of gas-analytical sensors with modeling of the natural climatic conditions of the surrounding gas environment, vibration, shock, acoustic and electromagnetic effects.
Принцип действия установки - моделирование натурных климатических и гидродинамических параметров движущейся газовой среды в проточном кольцевом циркуляционным контуре с испытуемыми и контрольными газоаналитическими датчиками, синхронное нагружение датчиков программными воздействиями концентраций примесей в движущейся газовой среде, механическими, акустическими и электромагнитными воздействиями с непрерывной регистрацией выходных сигналов датчиков.The principle of operation of the installation is modeling of the full-scale climatic and hydrodynamic parameters of a moving gas medium in a flowing circular circulation circuit with test and control gas analytical sensors, synchronous loading of sensors with programmed effects of impurity concentrations in a moving gas medium, mechanical, acoustic and electromagnetic effects with continuous recording of sensor output signals.
Установка для сравнительных испытаний на газообразном водороде в воздушной среде с примесями газообразного гелия газоаналитических датчиков разных типов включает в себя теплоизолированный снаружи замкнутый циркуляционный контур 1 с вертикальным участком 2, внутри которого в одной поперечной плоскости размещены испытуемые газоаналитические датчики 3, закрепленные на горизонтальной газопроницаемой платформе 4. Такая форма выполнения замкнутой полости ЭУ с вертикальным участком исключает поперечное расслоение потока газовой смеси и обеспечивает однородные по сечению поле скоростей, состав примесей и климатические параметры потока. Вследствие этого, а также благодаря размещению газоаналитических датчиков в одной поперечной плоскости, для всех газоаналитических датчиков, входящих в группу, обеспечиваются идентичные климатические и гидродинамические параметры движущейся газовой среды и ее состав. Платформа 4 закреплена на стенке вертикального участка 2 таким образом, что обеспечивает передачу ударно-вибрационных нагрузок на датчики 3 от устройств создания вибрационных и ударных воздействий 5 и 6. В стенке выполнено окно, герметично закрываемое затвором 7, через которое устанавливается и закрепляется платформа 4 с датчиками 3 внутри вертикального участка 2. В зоне установки датчиков 4 на стенке участка 2 закреплены звуковой и электромагнитный излучатели с датчиками контроля интенсивности воздействия 8. Контур 1 оборудован устройствами регулирования влажности 9, температуры газовой среды 10 (теплообменник-холодильник), отбора проб газовой среды на анализ с помощью хроматографа 11 и устройством 12, движущим газовую среду в контуре, и выполненным в виде вентилятора с регулируемой производительностью. Кроме того, контур 1 через задвижки 13 и 14 сообщен с атмосферой и с системой, обеспечивающей замену газовой среды в контуре 1, выполненной в виде вентилятора 15, вход которого сообщен с атмосферой. В контуре 1 установлены датчики давления 16 и 17, температуры 18, влажности 19 и устройство измерения скорости газового потока 20. Все коммуникации и соединения газоаналитических датчиков 3 выведены из рабочей зоны контура 1 через герметичный разъем 21 и подключены к блокам вторичной аппаратуры 22. В вертикальном участке 2 размещены патрубки 23 и 24 подачи газообразных водорода (H2), азота (N2) и гелия (Не2) соответственно, соединенные с системой подачи указанных компонентов и контроля их количества, и установленные с возможностью перемещения относительно входов газоаналитических датчиков 3. Вентилятор 12 обеспечивает создание в вертикальном участке 1 восходящего потока газовой среды. Установка оборудована информационно-измерительной и управляющей системами 25. Контур 1 оборудован предохранительными клапаном 26 и мембраной 27 для предотвращения превышения в нем заданного давления. Все электроприборы, устройства и системы экспериментальной установки выполнены во взрывобезопасном исполнении.Installation for comparative tests on gaseous hydrogen in air with impurities of gaseous helium of gas analytical sensors of various types includes a closed circulating circuit 1 with an insulated outside circuit 1 with a vertical section 2, inside of which the tested gas analytical sensors 3 are mounted in one transverse plane, mounted on a horizontal gas-permeable platform 4 This form of execution of a closed EU cavity with a vertical section eliminates the transverse stratification of the gas mixture flow and bespechivaet homogeneous over the cross section the velocity field, the composition of the impurities and climatic flow parameters. As a result of this, as well as due to the placement of gas analytic sensors in one transverse plane, identical gas and hydrodynamic parameters of the moving gas medium and its composition are provided for all gas analytical sensors included in the group. The platform 4 is mounted on the wall of the vertical section 2 in such a way that it provides shock-vibration loads to the sensors 3 from the devices for creating vibration and shock effects 5 and 6. A window is made in the wall that is hermetically sealed by a shutter 7, through which the platform 4 is installed and fixed sensors 3 inside the vertical section 2. In the installation zone of the sensors 4 on the wall of section 2 are fixed sound and electromagnetic emitters with sensors for controlling the intensity of exposure 8. Circuit 1 is equipped with devices 9 humidity control, temperature of the gaseous medium 10 (heat exchanger cooler) selection medium gas samples for analysis by a chromatograph 11 and the device 12, driving the gas medium in the circuit, and made in the form of a fan with an adjustable output. In addition, circuit 1 through valves 13 and 14 is in communication with the atmosphere and with a system that provides replacement of the gaseous medium in circuit 1, made in the form of a fan 15, the input of which is connected with the atmosphere. In circuit 1, pressure sensors 16 and 17, temperature 18, humidity 19 and a gas flow velocity measuring device 20 are installed. All communications and connections of gas analysis sensors 3 are removed from the working area of circuit 1 through a sealed connector 21 and connected to secondary equipment units 22. In the vertical Section 2 contains pipes 23 and 24 for supplying gaseous hydrogen (H 2 ), nitrogen (N 2 ) and helium (He 2 ), respectively, connected to a system for supplying these components and controlling their quantity, and installed with the possibility of movement gas analytic inputs 3. Fan 12 provides for the creation in the vertical section 1 of the upward flow of the gaseous medium. The installation is equipped with information-measuring and control systems 25. Circuit 1 is equipped with a safety valve 26 and a membrane 27 to prevent it from exceeding the set pressure. All electrical appliances, devices and systems of the experimental setup are made in explosion-proof performance.
Перед началом сравнительных испытаний газоаналитических датчиков определяют перечень внешних факторов, которые могут оказывать воздействие на их работоспособность и влиять на их характеристики в реальных условиях - акустическое и электромагнитное излучение, ударное и вибрационное воздействие, для предварительной настройки соответствующих устройств, а также определяют параметры газовоздушной смеси, циркулирующей в контуре 1: температуру, влажность, скорость циркуляции, концентрации вводимых примесей водорода, азота и гелия, для настройки систем, обеспечивающих их подачу. Предварительными расчетами определяются исследуемые диапазоны концентраций контролируемых компонентов, которые должны быть созданы при испытаниях. Кроме того, расчетом определяют временную задержку попадания примеси контролируемого компонента на чувствительные элементы газоаналитических датчиков 3. Для этого в соответствии с расчетом устанавливают положение патрубков 23 и 24 относительно плоскости платформы 4.Before starting the comparative tests of gas analytic sensors, a list of external factors that can affect their performance and affect their characteristics in real conditions is determined - acoustic and electromagnetic radiation, shock and vibration, to preset the corresponding devices, and also determine the parameters of the gas-air mixture, circulating in circuit 1: temperature, humidity, circulation rate, concentration of introduced impurities of hydrogen, nitrogen and helium, for digging systems to ensure their supply. Preliminary calculations determine the investigated concentration ranges of the controlled components that should be created during testing. In addition, the calculation determines the time delay of the ingress of the impurity of the controlled component on the sensitive elements of the gas analysis sensors 3. For this, in accordance with the calculation, the position of the nozzles 23 and 24 relative to the plane of the platform 4 is established.
Перед началом работы производится замена газовой среды в контуре 1 установки на атмосферный воздух, для чего открывают газовые заслонки 13 и 14, включают вентиляторы 12 и 15. При получении заданных результатов контроля состава среды в контуре 1 по показаниям приборов 11 и 19 выключают вентиляторы 12, 15 и закрывают заслонки 13 и 14. Включением теплообменника с энергетическим блоком 10, вентилятора 12 и устройства регулирования влажности 9 обеспечивают заданные климатические параметры газовой среды внутри контура 1 в течение времени, необходимого для выравнивания температурных и концентрационных полей. Контроль климатических параметров газовой среды в кольцевом тракте осуществляют по датчикам температуры 18 и влажности 19 с помощью информационно-измерительной системы 25.Before starting work, the gas medium in the installation circuit 1 is replaced with atmospheric air, for which the gas shutters 13 and 14 are opened, the fans 12 and 15 are turned on. When the specified composition of the medium is obtained, the fans 12 are turned off according to the readings of devices 11 and 19, 15 and close the shutters 13 and 14. By turning on the heat exchanger with the energy block 10, the fan 12 and the humidity control device 9, the specified climatic parameters of the gas medium inside the circuit 1 are provided for the time required for equalization of temperature and concentration fields. Monitoring the climatic parameters of the gaseous medium in the annular path is carried out by temperature sensors 18 and humidity 19 using the information-measuring system 25.
Не прекращая циркуляции газовой среды в кольцевом контуре 1, включают подачу примеси контролируемого компонента (Н2) через патрубок 23 на время, определенное предварительным расчетом (несколько секунд). Моменты подачи газовой примеси и ее прекращения вместе с показаниями испытуемых датчиков регистрируются во времени информационно-измерительной системой 25. Выполняется вторичная обработка результатов измерений. Идентичность климатических и концентрационных воздействий одновременно на все газоаналитические датчики обеспечивает метрологическую основу для сравнения откликов испытуемых газоаналитических датчиков между собою.Without stopping the circulation of the gaseous medium in the annular circuit 1, include the supply of impurities of the controlled component (H 2 ) through the pipe 23 for a time determined by preliminary calculation (several seconds). The moments of gas impurity supply and its cessation, together with the readings of the tested sensors, are recorded in time by the information-measuring system 25. Secondary processing of the measurement results is performed. The identity of climatic and concentration impacts on all gas analytic sensors simultaneously provides a metrological basis for comparing the responses of the tested gas analytic sensors with each other.
Повторяя испытания датчиков при разных скоростях циркуляции газовоздушной среды в кольцевом контуре 1 и, устанавливая новые значения концентрации примеси водорода, получают зависимости показаний датчиков от концентрации примеси. По результатам сравнения временных задержек выходных сигналов (откликов) газоаналитических датчиков можно выбрать датчик с минимальной инерционностью из группы сравниваемых газоаналитических датчиков.Repeating the tests of the sensors at different speeds of circulation of the gas-air medium in the ring circuit 1 and setting new values for the concentration of hydrogen impurities, we obtain the dependence of the sensor readings on the impurity concentration. Based on the results of comparing the time delays of the output signals (responses) of the gas analysis sensors, one can choose a sensor with minimal inertia from the group of compared gas analysis sensors.
После испытания газоаналитических датчиков на быстродействие по водороду проводят их испытания на селективность в присутствии гелия.After testing the gas analytical sensors for speed on hydrogen, they are tested for selectivity in the presence of helium.
Для этого проводят подготовку установки и выбор факторов, имитирующих воздействие на газоаналитические датчики в реальных условиях по тому же алгоритму, как это было описано выше. Затем при включенном вентиляторе 12 в газовый тракт через патрубок 24 вводится примесь технологического газа, например, гелия, воздействие которого на свойства испытуемых газоаналитических датчиков должно быть проверено. Действительная концентрация технологического газа (гелия) в кольцевом контуре 1 контролируется хроматографом 11. После этого в контур 1 через патрубок 23 вводят расчетный объем газообразной примеси контролируемого компонента топлива, например, водорода (H2). Производится регистрация откликов (выходных сигналов) испытуемых газоаналитических датчиков 3 с помощью информационно-измерительной системы 25. По результатам испытаний определяют влияние концентрации гелия на показания измерений концентрации водорода в газовоздушной смеси. После проведения вторичной обработки результатов испытаний осуществляется сравнение временных задержек откликов каждого из испытуемых газоаналитических датчиков между собою. Результаты сравнения обеспечат возможность выбора наилучших газоаналитических датчиков из испытуемой группы.To do this, they prepare the installation and select factors that simulate the effect on gas analytical sensors in real conditions using the same algorithm as described above. Then, when the fan 12 is turned on, an admixture of a process gas, for example, helium, is introduced into the gas path through the pipe 24, the effect of which on the properties of the tested gas-analytical sensors must be checked. The actual concentration of the process gas (helium) in the ring circuit 1 is controlled by a chromatograph 11. After that, the calculated volume of the gaseous impurity of the controlled fuel component, for example, hydrogen (H 2 ), is introduced into circuit 1 through the pipe 23. The responses (output signals) of the tested gas-analytic sensors 3 are recorded using the information-measuring system 25. The results of the tests determine the effect of helium concentration on the readings of measurements of the concentration of hydrogen in the gas-air mixture. After secondary processing of the test results, the time delays of the responses of each of the tested gas analytical sensors are compared with each other. The comparison results will provide the opportunity to select the best gas analytical sensors from the test group.
Таким образом, применение экспериментальной установки с кольцевым циркуляционным контуром газовой среды, с размещенными внутри испытуемыми газоаналитическими датчиками, оснащенной информационно-измерительной системой, устройствами имитации утечек контролируемых компонентов и технологических газов, устройствами обеспечения климатических параметров газовой среды, устройствами для создания вибрационно-ударных, акустических и электромагнитных воздействий на испытуемые датчики, обеспечивает:Thus, the use of an experimental setup with a circular circulation circuit of a gas medium, with gas analytic sensors placed inside, equipped with an information-measuring system, devices for simulating leaks of controlled components and process gases, devices for providing climatic parameters of a gas medium, devices for creating vibration-shock, acoustic and electromagnetic effects on the tested sensors, provides:
- идентичные для всех сравниваемых газоаналитических датчиков климатические и гидродинамические параметры потока циркулирующей газовой среды;- climatic and hydrodynamic parameters of the circulating gas medium flow identical for all compared gas-analytical sensors;
- одновременное получение на чувствительных элементах всех сравниваемых газоаналитических датчиков газовоздушной среды одинакового состава по примесям контролируемых газообразных компонентов топлив и технологических газов;- the simultaneous receipt on the sensitive elements of all compared gas analytic sensors of the gas-air medium of the same composition by impurities of the controlled gaseous components of fuels and process gases;
- метрологическую основу для корректного сравнения рабочих характеристик и надежности испытуемых газоаналитических датчиков и выбора датчика с необходимыми характеристиками и работоспособностью для использования в натурных условиях.- the metrological basis for the correct comparison of the operating characteristics and reliability of the tested gas analytical sensors and the choice of the sensor with the necessary characteristics and performance for use in natural conditions.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130189/22U RU89708U1 (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130189/22U RU89708U1 (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU89708U1 true RU89708U1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41490178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009130189/22U RU89708U1 (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU89708U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462656C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт" | Combined hydroacoustic system for detection of oil product pipeline |
| RU2542604C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-02-20 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (ФКП "НИЦ РКП") | Method of testing gas analytical sensors for operation speed with response time of less than 4 seconds |
| RU202069U1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | CELL FOR MEASURING THE ELECTRIC CONDUCTIVITY OF GAS SENSORS OF THE CHEMORESISTIVE TYPE |
-
2009
- 2009-08-05 RU RU2009130189/22U patent/RU89708U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462656C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт" | Combined hydroacoustic system for detection of oil product pipeline |
| EA021366B1 (en) * | 2010-07-15 | 2015-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт" | Combined hydroacoustic system for detection of leaks of oil product pipeline |
| RU2542604C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-02-20 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (ФКП "НИЦ РКП") | Method of testing gas analytical sensors for operation speed with response time of less than 4 seconds |
| RU202069U1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | CELL FOR MEASURING THE ELECTRIC CONDUCTIVITY OF GAS SENSORS OF THE CHEMORESISTIVE TYPE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203606084U (en) | On-site fast checking system of sulfur hexafluoride gas leakage monitoring device | |
| US9625437B2 (en) | System for determination of explosibility indicies of fuels | |
| CN101876655B (en) | Gas inflammability tester | |
| Ganci et al. | Hydrogen release and atmospheric dispersion: Experimental studies and comparison with parametric simulations | |
| CN111255723B (en) | System and method for testing explosion-proof performance of explosion-proof fan | |
| RU89708U1 (en) | INSTALLATION FOR COMPARATIVE TESTS OF GAS-ANALYTICAL SENSORS WITH SIMULATION OF NATURAL CONDITIONS | |
| CN113375870A (en) | Tracer gas detection method for semiconductor processing equipment | |
| CN105651695B (en) | Simulating test device and analog detection method for endangering gas detector | |
| CN106769690B (en) | A kind of heavy gas leakage diffusion and control research experiment method | |
| CN102679169A (en) | Nuclear power station pressure pipeline leakage acoustic emission monitoring method and monitoring system thereof | |
| CN105675796A (en) | Material combustion experiment device capable of simulating low-pressure environment | |
| Leonard et al. | Development of a controlled‐atmosphere cone calorimeter | |
| Georges et al. | Burning rate of elevated pool fire in a well-ventilated compartment: Effects of radiative heat fluxes | |
| CN103278525B (en) | Safety assessment method for pressure-bearing equipment after fire disaster | |
| Siebenaler et al. | Methane detectors challenge: Low-cost continuous emissions monitoring | |
| KR101717943B1 (en) | Airtight Test Apparatus for Nuclear Facility | |
| CN210863654U (en) | A burning and fire extinguishing process integrated analysis device for cup type combustor | |
| CN109036599B (en) | Chemical volatilization dynamics behavior test device | |
| RU2542604C1 (en) | Method of testing gas analytical sensors for operation speed with response time of less than 4 seconds | |
| CN210268705U (en) | Comprehensive detection platform for battery fire extinguishing system | |
| CN113899850A (en) | Cable combustion performance testing device for simulating cable channel environment and using method | |
| CN208187667U (en) | The device of the pressure application leak detection and Data correction of elemental analyser gas piping | |
| Simon et al. | Investigation of PAR Behavior in the REKO-4 Test Facility | |
| EP3460459B1 (en) | Rapid sample ignition test system | |
| CN111351517A (en) | Device and method for simulating space atmospheric environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150806 |