СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ Российский патент 1995 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к способам исследования концентраций вредных веществ в воздухе путем измерения изменения цвета или оптической плотности, например, индикаторной ленты, и может быть использовано в области техники безопасности и в экологии.

Известен способ контроля концентрации вредных веществ в воздухе путем обдува исследуемым воздухом участка индикаторной ленты и измерения изменения ее цвета или оптической плотности.

Известный способ заключается в том, что индикаторная бумажная лента с помощью шагового электродвигателя перематывается с одной катушки на другую, проходя через реакционную камеру. Через эту камеру с помощью побудителя расхода воздуха прокачивается анализируемый воздух со скоростью 0,2-2 л/мин. Вследствие цветной химической реакции вредного вещества с индикатором, которым пропитана бумажная лента, изменяются ее цвет и оптическая плотность. Участок индикаторной ленты, находящийся в реакционной камере, освещают лампой накаливания и измеряют фототок фотодиода, на который попадает свет, отраженный от этого участка. При прохождении цветной химической реакции фототок изменяется тем быстрее, чем больше вредного вещества в воздухе. По скорости изменения фототока определяют концентрацию вредного вещества, прокалибровав газоанализатор поверочной газовой смесью с известной концентрацией вредного вещества.

Недостаток этого способа заключается в недостаточной точности и воспроизводимости контроля из-за нестабильности обдува индикаторной ленты. Нестабильность обдува связана с постепенным засорением воздуховодов газоанализатора пылью, износом и засорением клапанов побудителя расхода воздуха, изменением расхода воздуха при изменении атмосферного давления из-за неточностей изготовления реакционной камеры, из-за подсоса воздуха в реакционной камере вследствие вариации ширины и толщины индикаторной ленты и т.д. Вследствие совокупного действия указанных факторов точность контроля концентрации вредных веществ не лучше 20-25%
Известен также способ контроля концентрации вредных веществ в воздухе путем обдува контролируемым воздухом индикаторной ленты и измерения изменения ее цвета или оптической плотности. В указанном способе анализируемый воздух просачивается сквозь поры бумажной индикаторной ленты.

Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет использовать непористые индикаторные ленты, например, ленты на лавсановой основе, которые имеют повышенную прочность и меньшую толщину. Кроме того на результаты контроля существенно влияют неоднородность толщины ленты и неоднородность ее плотности. Из-за большого перепада давлений часть воздуха просачивается вдоль плоскости ленты. Точность и воспроизводимость способа поэтому низки из-за нестабильности обдува индикаторной ленты контролируемым воздухом.

Известен также способ контроля концентрации вредных веществ в воздухе, являющийся наиболее близким к предлагаемому, заключающийся в том, что обдув индикаторной ленты осуществляют путем ее вращения в контролируемом воздухе.

Этот способ обладает большей точностью, но затрудняет автоматизацию контроля, в частности, периодическую смену обдуваемого контролируемым воздухом рабочего участка индикаторной ленты.

Технический результат получаемый от реализации предложенного способа заключается в повышении точности измерений и возможности осуществления их автоматизации за счет стабилизации режима обдува индикаторной ленты контролируемым воздухом.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля концентрации вредных веществ в воздухе, включающем обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом, находящимся в реакционной камере, и измерение изменения цвета или оптической плотности ленты, обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом осуществляют периодически путем перемещения реакционной камеры относительно индикаторной ленты, которую располагают на расстоянии 0,05-0,8 мм от поверхности стенок реакционной камеры.

Минимальное расстояние стенки реакционной камеры от поверхности индикаторной ленты определяется допустимым технологическим разбросом толщины ленты 0,022 мм. При расстоянии больше 0,8 мм эффективность обдува начинает снижаться вследствие увеличения неподвижного поверхностного слоя воздуха у поверхности индикаторной ленты.

На фиг.1 схематично приведено устройство, реализующее предложенный способ; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1, где обозначена реакционная камера 1, индикаторная лента 2, светодиод 3, фотоприемник 4.

Способ реализуется следующим образом.

Поверхность реакционной камеры 1, выполненной, например, в виде цилиндрических отверстий или углублений в диске, располагают на расстоянии 0,05-0,8 мм от поверхности индикаторной ленты 2. Обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом осуществляется за счет периодического перемещения реакционной камеры (отверстий или углублений в диске) относительно поверхности индикаторной ленты, при этом происходит взаимодействие контролируемого воздуха, находящегося в этих отверстиях (углублениях) с индикаторной лентой. В момент начала движения реакционной камеры включаются источник и приемник света (светодиод 3 и фотоприемник 4), расположенные, как показано на фиг.1, и по скорости изменения фототока, зависящего от оптической плотности индикаторной ленты, определяют концентрацию вредного вещества.

П р и м е р выполнения способа. Реакционная камера была выполнена в виде диска с отверстиями диаметром 8 мм и располагаясь на расстоянии 0,3 мм от поверхности индикаторной ленты. Периодический обдув ленты осуществлялся за счет вращения диска с частотой 9000 об/мин.

При такой реализации способа сохраняются все преимущества способа-прототипа по стабильности вращения, при этом возможна автоматизация устройства, реализующего способа, так как в этом случае отсутствует необходимость вращения ленты. Повышение точности измерений обеспечивается возможностью подачи к индикаторной ленте свежих порций воздуха, а также стабилизацией режима ее обдува.

Использование: в технике безопасности и экологии, а именно в способах исследования концентраций вредных веществ. Сущность изобретения: обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом осуществляют периодически путем перемещения самой реакционной камеры относительно индикаторного элемента, который размещают в непосредственной близости от поверхности стенок реакционной камеры. 2 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ, включающий обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом находящимся в реакционной камере, и измерение изменения цвета или оптической плотности ленты, отличающийся тем, что обдув индикаторной ленты контролируемым воздухом осуществляют периодически путем перемещения реакционной камеры относительно индикаторной ленты, которую размещают на расстоянии 0,05-0,8 мм от поверхности стенок реакционной камеры.