ГАЗОАНАЛИЗАТОР Российский патент 2003 года по МПК G01N27/00 

Изобретение относится к измерительной технике, устройству газоанализаторов. Может быть использовано для количественного определения содержания газа в окружающем воздухе, в том числе в области низких температур.

Известен анализатор GASLINK французской фирмы "ANALYSE DETECTION SECURITE" [1]. Недостаток - температура функционирования от -10 до +50^oС.

Известны высокочувствительные мониторы для вредных газов японской фирмы "RUKEM KEUKU" модель ГР-250 и немецкой фирмы "DRAGER WERK AG", для определения которых работают методом фотометрии с бумажной детектирующей лентой, либо оптоэлектронным детектором, либо электромеханическим детектором [2, 3]. Недостаток - рабочая температура от 0 до +5^oС, т.е. не работают в области низких температур.

Известен также анализатор японской фирмы "RUKEM KEUKU" [2] типа ЕС-565 [2], содержащий побудитель расхода, дроссель, электрический элемент на определяемый газ, блок обработки информации, аналогово-цифровой преобразователь, цифровой индикатор, сигнальную лампу и звуковой зуммер.

Недостаток - ограниченный диапазон температуры окружающей среды (0^oC) - (+40^oС) и относительной влажности (30-90%). зависимость от наличия газообразного хлора в окружающей среде.

В качестве прототипа принимаем газоанализатор типа ЕС-565 [2].

Таким образом, задачей настоящего изобретения является расширение температурного диапазона рабочих температур в области низких значений до -50^oС, повышение стабильности определения анализатора определенного газа в окружающем воздухе.

Указанная цель достигается новой конструкцией газоанализатора, которая включает введение модуля Пельтье, с помощью которого охлаждают и нагревают корпус собственно датчика газа, а для согласования воздействий на модуль Пельтье через силу тока введены датчики температуры входного газового потока, собственно датчика температуры газодатчика, задатчики температуры, устройство обработки информации со всех датчиков температуры и формирования необходимых управляющих воздействий, а именно, значений величины тока и его направления через контроллер и усилитель непосредственно на полупроводниковые структуры модуля Пельтье.

Анализатор представлен на фиг.1:
1 - анализатор содержания определенного газа в окружающей среде,
2 - собственно датчик на определенный газ,
3 - дроссель газового потока,
4 - побудитель расхода газового потока,
5 - входной поток газа,
6 - выходной поток газа,
7 - блок обработки информации (микропроцессор),
8 - аналого-цифровой преобразователь,
9 - цифровой индикатор содержания определенного газа в воздушной среде,
10 - световая сигнализация о содержании газа,
11 - звуковая сигнализация о содержании газа,
12 - модуль Пельтье, закрепленный на датчике газа,
13 - датчик температуры входного потока газа,
14 - датчик температуры непосредственно конструкции датчика газа,
15 - задатчики температуры для принудительного охлаждения и нагрева датчика газа,
16 - устройство обработки информации с датчиков температуры,
17 - контроллер управления,
18 - усилитель управления током модуля Пельтье
Работа газоанализатора
В газоанализатор 1 входной поток окружающего газа 5 побудителем расхода 4 протягивается через собственно датчик определенного газа 2 и дроссель потока газа 3 и выбрасывается выходящим потоком 6 в окружающую среду. Выходная информация датчика газа 2 поступает на блок обработки информации 7 и через цифроаналоговый преобразователь 8 поступает на цифровой индикатор содержания газа 9, а также на сигнализацию предельных содержаний газа световую 10 и звуковую 11. На конструкции датчика газа 2 закреплен модуль Пельтье 12.

Входной поток газа обтекает датчик температуры газа 13, температура собственно датчика газа фиксируется датчиком 14. Информация с датчиков температуры 13, 14 и двух задатчиков температуры для принудительного охлаждения 15' и нагрева 15'' поступает на устройство обработки информации 16. При низких температурах входного газового потока до -50^oС на модуль Пельтье поступает через контроллер 17 и усилитель 18 такой электрический ток величины и направления, под воздействием которого модуль Пельтье нагревает датчик газа, при высоких положительных температурах воздушного потока на модуль Пельтье поступает другой полярности направления и величины ток, под воздействием которого модуль Пельтье охлаждает конструкцию датчика газа.

Информация с УОИ 16 поступает на контроллер 17, который по разности температур формирует управление на усилитель 18, который побуждает протекание через модуль Пельтье 12 тока определенной величины и определенного направления, чтобы обеспечить заданные температурные условия для модуля Пельтье и обеспечить работоспособность анализатора газа как при низких температурах до -50^oС, так и высоких до +60^oС.

Предлагаемое изобретение - устройство анализатора газа - отвечает условиям патентоспособности, так как является новым по элементам и по связям между ними, дополнительно введены модуль Пельтье, который закреплен на датчике газа, датчики температуры входного потока газа, конструкции собственно датчика газа, задатчики температуры датчика газа, устройство обработки информации с датчиков температуры, контроллер, усилитель для воздействия током на модель Пельтье.

Предложенное изобретение имеет изобретательский шаг, так как обеспечивает работу газоанализатора при низких до -50^oС и высоких до +60^oС температурах газового потока из окружающей среды.

Предложенное изобретение промышленно применимо в металлургии, галлургии, строительстве и других отраслях промышленности, где принципиально важна работа датчика при повышенных положительных и низких отрицательных температурах в условиях Севера.

Литература
1.Каталог фирмы, "ANALYSE DETECTION SECURITE".

2. Каталог фирмы "RUKEM KEUKU".

Изобретение относится к измерительной технике - устройствам анализа газа в окружающей среде при повышенных положительных и низких отрицательных температурах. Сущность: газоанализатор содержит собственно датчик газа, дроссель потока, побудитель расхода газа, блок обработки информации, аналогово-цифровой преобразователь, цифровой индикатор содержания газа, световую сигнализацию предельных содержаний, звуковой зуммер предельных содержаний, термоэлектрический модуль Пельтье, который закреплен непосредственно на конструкции датчика газа, датчики температуры датчика газа и входного воздушного потока, два задатчика температуры для принудительного охлаждения и нагрева датчика газа, устройство обработки информации, получаемой с датчиков температуры и задатчиков температуры, которое соединено последовательно с контроллером и усилителем, управляющим направлением и силой электрического тока, проходящего через термоэлектрический модуль Пельтье и, следовательно, температурным режимом датчика газа. Технический результат изобретения заключается в расширении диапазона рабочих температур газоанализатора и повышении стабильности определения газа в окружающем воздухе. 1 ил.

Газоанализатор, содержащий собственно датчик газа, дроссель потока, побудитель расхода газа, блок обработки информации, аналогово-цифровой преобразователь, цифровой индикатор содержания газа, световую сигнализацию предельных содержаний, звуковой зуммер предельных содержаний, отличающийся тем, что добавлены термоэлектрический модуль Пельтье, который закреплен непосредственно на конструкции датчика газа, датчики температуры датчика газа и входного воздушного потока, два задатчика температуры для принудительного охлаждения и нагрева датчика газа, устройство обработки информации, получаемой с датчиков температуры и задатчиков температуры, которое соединено последовательно с контроллером и усилителем, управляющим направлением и силой электрического тока, проходящего через термоэлектрический модуль Пельтье, и, следовательно, температурным режимом датчика газа.