ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ ДОННАЯ СТАНЦИЯ "IN SITU" ИЗМЕРЕНИЙ Российский патент 2009 года по МПК G01J3/00 

Описание патента на изобретение RU2345331C1

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к области океанологического приборостроения, и может быть использовано в экспериментальной океанологии, гидрохимии литогенеза, сейсмике и сейсмологии, при разработке средств оповещения и защиты населения от природных катастроф: земятрясений и цунами.

Измерение величины газовыделения земной поверхностью таких газов, как сероводород, метан, радон и др., является предвестником сейсмической активности в среднесрочном прогнозе. Однако в атмосферных условиях ввиду высокой подвижности атмосферного воздуха эти газы быстро рассеиваются и потому труднодоступны для адекватного и достоверного анализа. При выделении под водой донной поверхностью газы мгновенно растворяются и сохраняют длительно свою концентрацию, что позволяет сделать адекватные измерения.

Известно устройство - батометр [1] для отбора проб газа в составе пробы воды, из которой путем дегазации - испарения - выделяют и исследуют растворенный газ. Устройство не позволяет отбирать газ без потерь, т.к. требует присоединения к приемному устройству газоанализатора, что невозможно без потерь и привнесения внешнего воздуха. Кроме того, для постоянного газового анализа, например для выявления предвестников сейсмической активности, требуются повторные отборы проб, т.е. постоянное использование судового времени плавсредства для обеспечения анализа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство [2], где в бароустойчивом корпусе размещены спектор-анализатор, источник света, микропроцессор, накопитель информации, источник питания и аппаратура радио- и акустического канала связи. В этом устройстве свет от источника, проходя через иллюминаторы сквозь тестируемый объем забортной воды, попадает в приемник спектрометра, где в соответствии с химическим составом воды анализируется спектр поглощения. Однако устройство не позволяет определять происхождение химического состава, а также определять количественные характеристики растворенных газов. Известное устройство не позволяет определить отдельно газовую составляющую от минеральной, потому не может служить достоверным информатором для определения концентрации растворенных газов, что, безусловно, является существенным недостатком известного решения.

Целью предлагаемого решения является устранение указанных недостатков известного решения.

Сущность предлагаемого изобретения в том, что устройство позволяет непрерывно, "in situ" и потому без потерь выделять растворенные газы, измеряя их состав и концентрацию.

Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве для определения "in situ" состава газов, растворенных в морской воде, содержащем бароустойчивый корпус, в котором размещен спектрометр-анализатор, микропроцессор с накопителем информации, источник питания и аппаратура радио- и акустического канала связи, в корпусе, выполненном в виде закольцованной полости из металлических труб, смонтированы: нагреватель парогаза, вентилятор-гомогенизатор, клапан-дозатор натекания забортной воды с дегазатором-испарителем и клапан слива дегазированной воды, вход которого соединен со выходом насоса удаления конденсата, соединенного с выходом компрессора удаления парогаза, вход которого соединен с внутренней полостью бароустойчивого корпуса, где из зеркал и призм организован светопровод от источника света до объектива спектрометра, а также установлены датчики давления и температуры парогаза, при этом микропроцессор соединен кабелем управления с натекателем, компрессором, насосом и датчиками.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлено схематичное изображение предлагаемого устройства. Здесь: 1 - бароустойчивый корпус из нержавеющей стали типа 1Х18Н9Т или глубоко анодированного сплава ВТ-95, в котором расположены спктор-анализатор - 2 типа КВАРЦ-4, клапан - дозатор 3, формирующий натекание порции воды на испаритель-дегазатор 4 - пористое тело из пористого металла или пористой керамики с развитой смачиваемой поверхностью. Источник света 5 - галогеновая лампа, излучающая свет в тестируемый объем, в котором зеркалами и призмой 6 сформирован оптический путь «О-О-О», от источника 5 до фотоголовки спектр-анализатора 2. Микропроцессор 7 IBM совместимый, типа L-20, связан внутренним кабелем управления и питания (не показан) со всеми внутренними агрегатами, в том числе с компрессором парогаза 8, насосом конденсата 9, клапаном сброса конденсата 10, водозаборником 11, а также блоком питания 12 и датчиками контроля атмосферы: давления 13 и температуры 14. Нагреватель 15 омического типа и вентилятор 16 расположены в парогазовой области и также соединены кабелем управления с микропроцессором 7. На наружной поверхности корпуса, обращенной к поверхности, расположена плавучесть из сферопластика 17, а со стороны дна - гидроакустический размыкатель 18 типа «АГАР» и якорь 19 - бетонный груз. С наружной стороны установлены также антенны 20 и 21 акустического и радиоканалов соответственно, связанных через герморазъем (не показан) с микропроцессором 7.

Устройство функционирует следующим образом. После установки на грунт в интересующем районе акватории в положение, показанное на схеме, в соответствии с программой микропроцессор 7, подает команду начала первого цикла измерений. Поступает команда клапану 3, который формирует натекание порции забортной воды на пористый испаритель - дегазатор 4. Вода, смачивая развитую поверхность испарителя, выделяет растворенный в ней газ вследствие пониженного давления внутри корпуса и частично испаряется. Образовавшийся парогаз циркулирует, перемешиваясь во внутренней закольцованной полости, под действием вентилятора 16 и подогревается (при необходимости) нагревателем 15 до заданных термодинамических параметров, которые контролируются датчиками 13 и 14. Затем производятся измерения спектор-анализатором 2. Данные измерений сохраняются в памяти микропроцессора и передаются на внешние устройства с помощью канала акустической - 20 и радиосвязи 21. берегом. При неглубокой - шельфовой - постановке станции, можно использовать кабельный канал связи (не показан на чертеже) с береговым регистратором. После завершения первого цикла измерений внутренняя атмосфера приводится в исходное состояние: насос конденсата 9 через клапан-водозаборник 11 и клапан сброса 10 удаляет избыточную воду и конденсат, который возникает в компрессоре 8 при откачивании парогаза. Установление исходного термодинамического состояния контролируется микропроцессором с помощью датчиков давления и температуры 13 и 14, после чего выполняется следующий цикл. Частота измерений и скважность их, а также термодинамические параметры внутренней атмосферы, задаются экспериментатором в соответствии с ожидаемым составом растворенного газа и общей логикой измерений.

После завершения полного объема наблюдений или истощения энергоресурса станцию извлекают, подавая команду гидроакустическому размыкателю 18 на отдачу якоря 19, после чего станция всплывает.

Источники информации

1. В.А.Снежинский. Практическая океанография, 2 изд., Л., 1954, гл.14.

2. В.И.Пустовойт, Л.Л.Утяков, М.А.Шахроманьян, Д.Г.Левченко, Б.Я.Розман, Б.В.Шехватов, В.А.Деревнин, В.В.Тимошенко. Донная гидрохимическая станция с радиотелеметрическим каналом. Труды III Международной научно-технической конференции «Современные методы и средства океанологических исследований», ИОРАН, М., 1997, с.157-158.

Похожие патенты RU2345331C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ПОСТАНОВКИ ПРИТОПЛЕННОГО ОКЕАНОЛОГИЧЕСКОГО БУЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2012
  • Комаров Валерий Сергеевич
RU2529940C2
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА 1989
  • Меньшиков Станислав Степанович
RU2029880C1
Энергетическая система для неатомной подводной лодки с установкой органического цикла Ренкина 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823394C1
Энергетическая система на основе установки органического цикла Ренкина для подводной лодки 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823393C1
ПАРОГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА 2013
  • Письменный Владимир Леонидович
RU2523087C1
ДВИГАТЕЛЬ КОМПАУНД, РАБОТАЮЩИЙ СМЕСЬЮ ПАРА И ГАЗА 1925
  • Зайцев Г.К.
SU3637A1
Способ сжигания топлива и теплоиспользующая установка 1989
  • Гайстер Юрий Самуилович
  • Болдин Александр Николаевич
  • Заслонко Игорь Степанович
  • Зельцер Владимир Львович
  • Здасюк Сергей Георгиевич
  • Кривоконь Александр Александрович
  • Лобзин Игорь Романович
  • Носач Вильям Григорьевич
  • Чепиков Владимир Алексеевич
  • Чмель Валерий Николаевич
SU1726898A1
Система инертных газов нефтеналивного судна 1978
  • Соколов Георгий Константинович
  • Володин Юрий Петрович
  • Филенко Аркадий Иванович
  • Сорин Илья Борисович
  • Никитюк Юрий Титович
  • Попов Александр Георгиевич
  • Вергунов Валентин Федорович
  • Мориц Борис Абрамович
  • Каипов Рафаель Ахметович
  • Ильин Анатолий Григорьевич
  • Мундингер Аскольд Александрович
  • Бондаренко Юрий Борисович
  • Лещенко Валентин Кириллович
  • Тихомиров Болеслав Владимирович
  • Каценеленбоген Юрий Борисович
SU948757A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО В РЕЖИМЕ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Пялов Владимир Николаевич
  • Остапенко Виталий Алексеевич
  • Замуков Владимир Вартанович
  • Бельченков Сергей Владимирович
  • Степанов Александр Александрович
  • Черевко Александр Иванович
  • Журавлев Александр Александрович
  • Агафонов Александр Николаевич
  • Александров Сергей Валентинович
  • Мотовилов Дмитрий Александрович
  • Терехин Андрей Николаевич
  • Кирюхин Сергей Николаевич
  • Марковский Леонид Степанович
  • Иванова Наталья Игоревна
RU2287069C2
Энергетическая система для подводной лодки на основе паровой установки с органическим рабочим телом 2024
  • Кириллов Николай Геннадьевич
RU2823395C1

Реферат патента 2009 года ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ ДОННАЯ СТАНЦИЯ "IN SITU" ИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство предусматривает распыление и испарение порции морской воды в прочном корпусе, где выделенный из раствора газ анализируется спетрометром-анализатором. В корпусе смонтированы: нагреватель парогаза, вентилятор-гомогенизатор, клапан-дозатор натекания забортной воды с дегазатором-испарителем и клапан слива дегазированной воды, вход которого соединен с выходом насоса удаления конденсата, соединенного с выходом компрессора удаления парогаза. Во внутренней полости бароустойчивого корпуса из зеркал и призм организован светопровод от источника света до объектива спектрометра, а также установлены датчики давления и температуры парогаза. Технический результат - возможность определения состава и количества растворенного газа. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 345 331 C1

Устройство для определения "in situ" состава газов, растворенных в морской воде, содержащее бароустойчивый корпус, в котором размещены спектрометр-анализатор, микропроцессор с накопителем информации, источник питания и аппаратура радио- и акустического канала связи, отличающееся тем, что в корпусе, выполненном в виде закольцованной полости из металлических труб, смонтированы: нагреватель парогаза, вентилятор-гомогенизатор, клапан-дозатор натекания забортной воды с дегазатором-испарителем и клапан слива дегазированной воды, вход которого соединен с выходом насоса удаления конденсата, соединенного с выходом компрессора удаления парогаза, вход которого соединен с внутренней полостью бароустойчивого корпуса, где из зеркал и призм организован светопровод от источника света до объектива спектрометра, а также установлены датчики давления и температуры парогаза, при этом микропроцессор соединен кабелем управления с натекателем, компрессором, насосом и датчиками.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2345331C1

Газовые часы для определения выдыхаемого воздуха 1934
  • Шутов С.С.
SU42662A1
RU 94026988 A1, 27.05.1996
Способ регулирования работы прямоточного парового котла 1938
  • Иваницкий Н.М.
SU56630A1
RU 2058544 C1, 20.04.1996.

RU 2 345 331 C1

Авторы

Комаров Валерий Сергеевич

Серых Виктор Яковлевич

Даты

2009-01-27Публикация

2007-03-26Подача