Способ дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов и устройство для его реализации Российский патент 2018 года по МПК G01N1/22 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов и устройство для его реализации (далее - изобретение, техническое решение) относится к области газового анализа, а именно к вихревому отбору проб микропримесей веществ в газах при обнаружении аварийных выбросов и локализации утечек паров токсичных и горючих веществ на производстве, поиске скрытых закладок взрывчатых и наркотических веществ на таможенных пунктах досмотра, обнаружении взрывчатых веществ и взрывных устройств в аэропортах, вокзалах, производственных и жилых помещениях, выявлении предметов и лиц, имевших ранее контакт с взрывчатыми и/или наркотическими веществами, определении мест хранения запрещенных и опасных веществ.

В настоящее время, из уровня техники известно вихревое пробоотборное устройство, взятое за прототип (патент РФ №2279051, дата приоритета 05.10.2004). Данная система дистанционного отбора пробы в рамках портативной конструкции создает закрученную воздушную пробоотборную струю, благодаря чему пары примесей, находящиеся на поверхности и внутри объекта, захватываются обратным течением струи, и транспортируются к ее истоку для анализа. Конструкция данного устройства включает в себя механизм обдува объекта закрученной воздушной струей, механизм всасывания поступающего от объекта воздушного потока, механизм отбора транспортируемой от объекта пробы, газоанализатор. К числу недостатков прототипа можно отнести: зависимость формирования воздушной пробоотборной струи от размеров обследуемого объекта, недостаточный объем извлекаемой от объекта пробы, а также потери в извлеченной пробе при ее транспортировке от объекта к газоанализатору устройства.

Технической целью (задачей) заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а его техническим результатом - создание способа и устройства для дистанционного отбора воздушных проб, позволяющего формировать закрученный воздушный пробоотборный поток в виде составного вихря независимо от размеров обследуемого объекта и обеспечивающего увеличение объема извлекаемой от объекта пробы за счет повышения разрежения на его поверхности (обусловливается формированием и поддержкой в воздушном пробоотборном потоке интенсивного вихревого ядра).

Поставленная задача достигается тем, что, в заявляемом способе дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов исследуемый объект обдувается закрученной воздушной пробоотборной струей через приложенную к его поверхности пластину (экран), а пары примесей извлекаются обратным течением данной струи через воздухозаборные отверстия, содержащееся в экране, и транспортируются к ее истоку для исследования. В устройстве для реализации способа дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов поставленная задача решается тем, что перед завихрителем вихревого пробоотборного устройства любой общеизвестной известной конструкции, установлен экран, в котором выполнено воздухозаборное отверстие заданной формы (жирным выделены существенные признаки изобретения, отличающие его от прототипа). Именно вышеуказанная совокупность признаков, обеспечивает получение изобретением заявленного технического результата.

Изобретение, применительно к устройству для реализации способа дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов, в своих частных случаях выполнения, характеризуется признаками, указанными в предыдущем абзаце, в совокупности со следующими признаками:

1) Диаметр воздухозаборного отверстия не превосходят половины диаметра всасывающего канала вихревого пробоотборного устройства;

2) Экран имеет несколько воздухозаборных отверстий заданной формы;

3) Плоскость экрана перпендикулярна оси завихрителя вихревого пробоотборного устройства;

4) Экран выполнен в виде кольца, жестко соединенного с вихревым пробоотборным устройством.

На схеме (Фиг.) приведен общий вид конструктивной схемы устройства для реализации способа дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов, с жестким креплением экрана к корпусу устройства (вид сбоку).

Устройство для реализации способа дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов включает в себя следующие элементы: корпус (условно не показан), органы управления (условно не показаны), газоанализатор (условно не показан), механизм обдува объекта закрученной воздушной струей 1, механизм всасывания поступающего от объекта воздушного потока 2, механизм отбора транспортируемой от объекта пробы 3, экран 4, основание экрана 5, воздухозаборное отверстие 6.

Газоанализатор (условно не показан), механизм обдува объекта закрученной воздушной струей 1, механизм всасывания поступающего от объекта воздушного потока 2 и механизм отбора транспортируемой от объекта пробы 3 заявляемого технического представлены в виде любой общеизвестной конструкции.

Экран 4 выполнен из металла в форме кольца. Неподвижно закреплен на корпусе устройства посредством своего основания 5, с зазором относительно корпуса. Содержит воздухозаборное отверстие 6.

Основание экрана 5 конструктивно выполнено в виде нескольких отдельных металлических шпилек, расположенных вдоль внешнего края экрана 4 на известном расстоянии друг от друга, и соединяющих экран 4 с корпусом заявляемого устройства.

Заявляемое изобретение реализуется следующим образом: после замыкания электрической цепи питания механизм обдува объекта закрученной воздушной струей 1 забирает из окружающей атмосферы воздух и формирует направленную закрученную воздушную пробоотборную струю, которой дистанционно обдувается обследуемый объект. Данная струя воздуха за счет центробежного разлета обладает пониженным статическим давлением, а в ее приосевой области возникает обратное течение воздуха. Вследствие взаимодействия воздушной пробоотборной струи с экраном 4 происходит формирование в вдоль оси данной струи интенсивного вихревого ядра в силу увеличения угловой скорости воздушного потока. Пары примесей, находящиеся на поверхности и внутри обследуемого объекта, захватываются обратным течением воздуха через воздухозаборное отверстие 6 экрана 4, и затем посредством работы механизма всасывания поступающего от объекта воздушного потока 2 и механизма отбора транспортируемой от объекта пробы 3 транспортируются к истоку струи, где расположен улавливающий их газоанализатор (условно не показан). При этом, разность радиальной и аксиальной скоростей воздушного пробоотборного потока повышает объем извлекаемой пробы от обследуемого объекта и минимизацию потерь в данной пробе при ее транспортировке к газоанализатору заявляемого технического решения.

Группа изобретений относится к области газового анализа, а именно к вихревому отбору проб. Заявлен способ и устройство для дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов. Согласно изобретению исследуемый объект обдувают закрученной воздушной струей, пары примесей извлекают обратным течением струи и транспортируют к ее истоку для исследования. Обдув исследуемого объекта производят через приложенный к его поверхности экран. Пары примесей извлекают через воздухозаборное отверстие, содержащееся в экране. Диаметр воздухозаборного отверстия не превосходит половины диаметра всасывающего канала. Изобретение позволяет формировать закрученный воздушный пробоотборной поток в виде составного вихря независимо от размеров обследуемого объекта и обеспечивающего увеличение объема извлекаемой от объекта пробы за счет повышения разрежения на его поверхности. 2 н. и 2 з.п. ф– лы, 1 ил.

1. Способ дистанционного отбора воздушных проб с поверхности и из негерметизированных объектов, при котором исследуемый объект обдувают закрученной воздушной струей, а пары примесей извлекают обратным течением струи и транспортируют к ее истоку для исследования, отличающийся тем, что обдув исследуемого объекта производят через приложенный к его поверхности экран, а пары примесей извлекают через воздухозаборное отверстие, содержащееся в экране, при этом диаметр воздухозаборного отверстия не превосходит половины диаметра всасывающего канала.

2. Устройство дистанционного отбора воздушных проб для осуществления способа по п.1, содержащее корпус, газоанализатор, механизм обдува объекта закрученной воздушной струей, механизм всасывания поступающего от объекта воздушного потока, механизм отбора транспортируемой от объекта пробы, завихритель, отличающееся тем, что перед завихрителем установлен экран, в котором выполнено воздухозаборное отверстие, при этом диаметр воздухозаборного отверстия не превосходит половины диаметра всасывающего канала.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что экран выполнен в виде кольца, жестко соединенного с корпусом устройства.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что плоскость экрана перпендикулярна оси завихрителя.