SU381017A1 - Термомагнитный газоанализатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к газоанализаторам, примен емым преимущественно дл  контрол  и автоматического регулировани  в системах кондиционировани  воздуха на летательных аппаратах и объектах космического назначени . Известные термомагнитные газоанализаторы , содержащие камеру с входным-и и выходными каналами, магнитные полюса, между которыми расположена часть камеры, источник тепла, неточны и имеют низкую чувствительность . Эти недостатки обусловлены вли нием тепловой жонвекции при изменении направлени  и величины гравитационного нол , возникающего во врем  эксплуатации в космических услови х, вли нием теплопроводности неопредел емых компонентов газовой смеси. Известно устройство дл  определени  концентрации парамагнитного газа, содержащее -камеру дл  анализируемой смеси, расположенную соосно камере с возможностью вращени  обойму, на которой установлены полюсные магнитные наконечники. Это устройство имеет низкий выходной сигнал, подвержено вли нию сил гравитации. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и чувствительности измерени . Эта цель достигаетс  выполнением отвод щего патрубка по оси симметрии камеры, против которого своим отверстием устанавливаетс  трубка, соединенна  с измерителем давлени ; установкой магнитных полюсов на обойме , вращающейс  с посто нной скоростью вокруг оси симметрии :камеры, к которым прикреплен диск из непрозрачного дл  инфракрасных лучей материала с окнами, расположенными вблизи магнитных полюсов в направлении вращени ; выполнением основани  камеры, обращенного к диску, из материала, прозрачного дл  инфракрасных лучей. На фиг. 1 -показана схема предложенного термомагнитного газоанализатора; на фиг. 2- диск с окнами и положение магнитных полюсов . Газоанализатор состоит из цилиндрической камеры / с входным 2 и отвод щим 3 патрубками и перфорированной боковой стенкой 4. Отвод щий патрубок 3 установлен по оси симметрии камеры. Против патрубка 3 соосно расположена трубка 5, соединенна  с измерителем давлени  6. Магнитные наконечники 7 смонтированы на обойме 8, вращающейс  с посто нной скоростью вокруг оси симметрии камеры. На обойме закреплен диск 9 из непрозрачного дл  инфракрасных лучей материала с окна.ми }0, расположенными вблизи магнитных полюсов в направлении вращени . В качестве носител  тепла используютс  инфракрасные лучи. Стенка // камеры выполнена из материала, прозрачного дл  инфракрасных лучей.

Газоанализатор работает следующим образом .

Во входной патрубок 2 под давлением РО, обеспечивающим ламинарный режим истечени , близкий к :критическому, подаетс  увлажненна  парами воды исследуема  кислородсодержаща  газова  смесь. Пройд  через отверсти  боковой стенки 4, газова  смесь поступает в камеру. Вращающиес  с посто нной скоростью магнитные полюса создают вращающеес  магнитное поле, а инфракрасные лучи, проход  в окна W диска 9, - вращающеес  тепловое поле.

При отсутствии парамагнитного газа, например кислорода, в анализируемой газовой смеси не возникает термомагнитной конвекции, поэтому вращающиес  магнитное и тепловое пол  не могут вызвать движени  анализируемого газа, так как не могут образовать вращательного движени  газа в камере. В отвод щем патрубке устанавливаетс  ламинарный режим истечени . В трубке 5 формируетс  давление, близкое к давлению РО, вследствие малых потерь на рассто ние от отверсти  отвод щего патрубка до отверсти  трубки 5.

При иаличии кислорода за счет термомагнитной конвекции во вращающихс  неоднородных магнитном и тепловом пол х частицы газа также преобразуют вращательное движение в камере. При перемещении частичек вращающегос  газа от периферии к центру камеры их углова  скорость будет возрастать в соответствии с законом сохранени  количества давлени . В отвод щем патрубке произойдет турбулизаци  газового потока, в приемной трубке давление резко уменьщитс  за счет смены режима газового потока, особенно на участке между отверстием отвод щего натрубка камеры и входным отверстием трубки 5. По величине давлени  в трубке можно суднть о концентрации кислорода в исследуемой газовой смеси.

Синхронно вращающиес  магнитное и тепловое пол  устран ют тепловую конвекцию от сил гравитации, а многократное вращательное

их воздействие на анализируемую кислородсодержащую газовую смесь усиливает термомагнитную конвекцию. Сдвиг окон диска 9 относительно магнитных полюсов в сторону вращени  обеснечивает сдвиг максимальных значений теплового и магнитного полей, что приводит к увеличению температурного градиента и к усилению термомагнитной конвекции . Увлажнение исследуемого газа парами воды осуществл етс  с целью эффективности нагрева исследуемой газовой смеси инфракрасными лучами.

В качестве источника инфракрасных лучей дл  космических объектов целесообразно использовать естественные источники излучени , например Солнце.

Мен   скорость вращени  магнитного и теплового полей, можно переводить газоанализатор с одного дианазона измерени  на другой, что позволит примен ть его при многопредельном измерении газового состава в системах жизнеобеспечени .

Отсутствие электронной аппаратуры обусловливает высокую надежность работы предлагаемого газоанализатора при длительных орбитальных полетах.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Термомагнитный газоанализатор, содержащий цилиндрическую камеру дл  прохода анализируемой смеси, расположенную соосно камере с возмол1ностью вращени  обойму, на которой установлены полюсные магнитные наконечники , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и чувствительности измерени , одно из оснований камеры выполнено из прозрачного дл  инфракрасных лучей материала , параллельно этому основанию на обойме установлен непрозрачный диск, в котором выполнены окна, предпочтительно перед Л1агнитными наконечниками, в направлении их вращени .

2.Газоанализатор по п. 1, отличающийс  тем, что бокова  стенка камеры выполнена перфорированной, а отвод щий патрубок установлен в центре одного из ее оснований.

инфракрасные лучи.

10