ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ИМИТАТОР ПОВЕРОЧНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к области промышленной безопасности и газоаналитического приборостроения в части производства приборов и устройств, применяемых для проведения периодической поверки и калибровки приборов газового контроля наличия в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий токсичных и взрывоопасных газов.

Известны устройства для генерации озона и окислов азота в электроразрядной плазме при атмосферном давлении (Патент RU 2357921 С2, МПК С01В от 2006, RU 2388971 С1, МПК F24F 3/16 от 2006) и установки для проверки и настройки газосигнализаторов, основанные на пневматических линиях с использованием поверочных газовых смесей (Патент N 2038486, кл. E21F 17/18, 1991).

Недостатком первых при применении их как имитаторов поверочных газовых смесей являются: их габариты, вес и электромагнитная несовместимость с электронным блоком проверяемого газосигнализатора из-за большого уровня помех, генерируемых импульсами высоковольтного трансформатора в окружающую среду.

Недостатком вторых является отсутствие мобильности установки, необходимость периодической закупки дорогостоящих поверочных газовых смесей в сосудах высокого давления, сложность и большие затраты времени при калибровке приборов.

Целью изобретения является повышение производительности поверки и наладки газосигнализаторов как в условиях производства приборов, так и при техническом обслуживании их в эксплуатирующих организациях.

Поставленная цель достигается тем, что все устройство размещено в носимом экранированном корпусе, в полости которого жестко закреплены источник питания искрового низкочастотного разряда; побудитель расхода газа; разрядная камера, имеющая форму Т-образной трубки, через длинную сторону которой побудителем расхода газа прокачивается атмосферный воздух, а в ее середине на внутренней стенке в отверстии диаметром D2=3 мм, образуемом другой короткой трубкой, стыкуемой перпендикулярно с первой, периодически зажигается искровой разряд между центральной жилой и корпусом камеры, соединенным с оплеткой коаксиального кабеля РК-50, вставленного герметично в короткую трубку с внутренним диаметром D2 на расстояние L2 заподлицо с внутренней поверхностью длинной трубки с внутренним диаметром D1, соединенной через выходящую из корпуса имитатора силиконовую трубку длиной 800 мм с внутренним диаметром 4 мм с входным штуцером проверяемого газосигнализатора, через камеру сенсоров которого прокачивается газовоздушная смесь, отбираемая из зоны разряда, в пространстве которого возникают возбужденные атомы, молекулы и ионы, действие которых на газочувствительные сенсоры NO, NO₂, Cl₂, СО, O₃ и другие эквивалентно действию газовых смесей этих газов фиксированных концентраций в воздухе или в другом нейтральном по отношению к сенсору газе-разбавителе, получаемых в генераторах поверочных газовых смесей, или действию ГОСТированных поверочных газовых смесей в сосудах высокого давления.

На Фиг.1 изображена блок схема имитатора с указанием позиций основных частей устройства. Конструктивно имитатор изготовлен в прямоугольном корпусе 1 с размерами 222×145×75 мм, весит 1200 грамм и содержит: насос 2 - побудитель расхода газа, подаваемого через силиконовую пробоотборную трубку 3 имитатора в камеру с газочувствительным сенсором проверяемого газосигнализатора 4, источник питания искрового низкочастотного разряда 5, разрядную камеру 6, изготовленную из металлической трубки с подсоединенными к ней заборной 7 и пробоотборной 3 силиконовыми трубками и коаксиальный кабель 8, герметично вставленный в боковую металлическую трубку 9 разрядной камеры 6, соединенной проводником 10 с металлизированным по внутренней поверхности корпуса из АБС-пластика экраном 11, который в свою очередь заземляется проводником 12.

Устройство работает следующим образом. При включенном источнике питания искровой разряд, возникающий между центральной жилой коаксиального кабеля и корпусом камеры, соединенной с оплеткой коаксиального кабеля, в пространстве разрядной камеры генерирует аэроионы переменного состава - положительно и отрицательно заряженные комбинации атомов азота и кислорода O, NO, а также молекулы NO₂, O₃. Через разрядную камеру прокачивается атмосферный воздух с расходом 0,3-1,0 л/мин. В результате образуется воздушная смесь, которая при подаче ее через соединительную силиконовую трубку в камеру с одним из газовых сенсоров Cl₂, NO₂, NO, O₃, СО или какой-то их комбинации в составе газового модуля газосигнализатора, приводит к появлению электрических сигналов напряжения с выходов вторичных преобразователей газового модуля, пропорциональных концентрации этих газов.

Сенсоры относятся к электрохимическому типу, также они могут быть оптическими, полупроводниковыми. Аналоговый сигнал напряжения с выхода вторичного преобразователя сенсора можно изменять путем изменения электрических и геометрических характеристик разрядного промежутка, а также путем изменения температуры и давления воздуха. При стабильных значениях этих характеристик разброс сигналов на сенсорах не превышает пределы погрешности (25%) соответствующих газосигнализаторов.

Таким образом, преимуществом предлагаемого изобретения является мобильность переносного прибора и повышение производительности поверки и наладки газосигнализаторов, как в условиях массового производства, так и при периодическом техническом обслуживании газосигнализаторов в условиях технического сервиса, так и в организациях, закупающих газосигнализаторы для обеспечения безопасности производства с наличием токсичных веществ в воздухе рабочей зоны.

Изобретение относится к области промышленной безопасности и газоаналитического приборостроения в части производства приборов и устройств, применяемых для проведения периодической поверки и калибровки приборов газового контроля наличия в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий токсичных и взрывоопасных газов. Электроразрядный имитатор поверочных газовых смесей содержит разрядную камеру с впускным и выпускным отверстиями, внутри которой размещены высоковольтные электроды. Причем вне камеры установлен источник импульсов высокого напряжения, подключенный к электродам и побудитель расхода атмосферного воздуха через разрядную камеру. При этом устройство размещено в носимом экранированном корпусе, в полости которого жестко закреплены источник питания искрового низкочастотного разряда и побудитель расхода газа. Также в полости корпуса размещены разрядная камера, имеющая форму Т-образной трубки, через длинную сторону которой побудителем расхода газа прокачивается атмосферный воздух. При этом в ее середине на внутренней стенке в отверстии диаметром D2=3 мм, образуемом другой короткой трубкой, стыкуемой перпендикулярно с первой, периодически зажигается искровой разряд между центральной жилой и корпусом камеры, соединенным с оплеткой коаксиального кабеля РК-50, вставленного герметично в короткую трубку с внутренним диаметром D2 на расстояние L2 заподлицо с внутренней поверхностью длинной трубки с внутренним диаметром D1, соединенной через выходящую из корпуса имитатора силиконовую трубку длиной 800 мм с внутренним диаметром 4 мм с входным штуцером проверяемого газосигнализатора, через камеру сенсоров которого прокачивается газовоздушная смесь, отбираемая из зоны разряда, в пространстве которого возникают возбужденные атомы, молекулы и ионы, действие которых на газочувствительные сенсоры NO, NO₂, Cl₂, CO, C₃ и другие эквивалентно действию газовых смесей этих газов фиксированных концентраций в воздухе или в другом нейтральном по отношению к сенсору газе-разбавителе, получаемых в генераторах поверочных газовых смесей, или действию ГОСТированных поверочных газовых смесей в сосудах высокого давления. Техническим результатом является мобильность переносного прибора и повышение производительности поверки и наладки газосигнализаторов как в условиях массового производства, так и при периодическом техническом обслуживании газосигнализаторов в условиях технического сервиса, так и в организациях, закупающих газосигнализаторы для обеспечения безопасности производства с наличием токсичных веществ в воздухе рабочей зоны. 1 ил.

Электроразрядный имитатор поверочных газовых смесей, содержащий разрядную камеру с впускным и выпускным отверстиями, внутри которой размещены высоковольтные электроды, причем вне камеры установлен источник импульсов высокого напряжения, подключенный к электродам, и побудитель расхода атмосферного воздуха через разрядную камеру, отличающийся тем, что все устройство размещено в носимом экранированном корпусе, в полости которого жестко закреплены источник питания искрового низкочастотного разряда; побудитель расхода газа; разрядная камера, имеющая форму Т-образной трубки, через длинную сторону которой побудителем расхода газа прокачивается атмосферный воздух, а в ее середине на внутренней стенке в отверстии диаметром D2=3 мм, образуемом другой короткой трубкой, стыкуемой перпендикулярно с первой, периодически зажигается искровой разряд между центральной жилой и корпусом камеры, соединенным с оплеткой коаксиального кабеля РК-50, вставленного герметично в короткую трубку с внутренним диаметром D2 на расстояние L2 заподлицо с внутренней поверхностью длинной трубки с внутренним диаметром D1, соединенной через выходящую из корпуса имитатора силиконовую трубку длиной 800 мм с внутренним диаметром 4 мм с входным штуцером проверяемого газосигнализатора, через камеру сенсоров которого прокачивается газовоздушная смесь, отбираемая из зоны разряда, в пространстве которого возникают возбужденные атомы, молекулы и ионы, действие которых на газочувствительные сенсоры NO, NO₂, Cl₂, СО, O₃ и другие эквивалентно действию газовых смесей этих газов фиксированных концентраций в воздухе или в другом нейтральном по отношению к сенсору газе-разбавителе, получаемых в генераторах поверочных газовых смесей, или действию ГОСТированных поверочных газовых смесей в сосудах высокого давления.