Система отбора и анализа проб воздуха от плоских наземных источников загрязнений Советский патент 1987 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам отбора и анализа промътшенных выбросов в атмосферу, и может быть использовано в химической, нефтехимической, г азотно-туковой-и других отраслях про- мьгашенности для контроля выбросов в атмосферу от очистных соор окений: нефтеловушек, бассейнов, не фтеотде- лителей и других плоских наземных ис- О точников.

Цель изобретения - повыиение точости, контроля с одновременным уменьением времени анализа.

На фиг о 1 представлена блок-схема 5 истемы отбора и анализа проб воздуа от плоских наземных источников зарязнений J на фиг. 2 - условное изобажение источника выбросов и точек тбора.20

Система состоит из. пробоотборников 1, входы которьк размещены по периметру источника загрязнений, переключающих устройств 2 и 3; элект- 25 ромагнитных клапанов 4 и 5 и включенных параллельно на общий коллектор автоматических датчиков 6 концентраций. Выбор необходимых для контроля точек отбора пробы осуществляетх я с jjj помощью блока 7 выбора точек отбора, состоящего из многоуровнейого компаратора 8 и преобразователя 9 кодов,,

Вход блока 7 выбора точек отбора соединен с выходом автоматического ,,, измерителя 10 направления ветра. Блок 7 выбора точек отбора имеет два кодовых выхода, один из которых предназначен для передачи кода требуемой точки отбора с подветренной, сто- -i роны источника на переключающее устройство 2, а другой выход - для передачи кода точки отбора с наветренной стороны источника на переключающее устройство 3, Стробирутощее 45 устройство 115 состоящее из источника 12 опорных импульсов, делителя 13 частоты и двух выходных усилителей 14 и 15j подключенных к прямому и инверсному выходам делителя 13 eg частоты, соединено с управляющими входами электромагнитных клапанов 4 и 5, установленных на выходах первого 2 и второго 3 переключающих устройств. Один из выходов ,ого 55 электромагнитного клапана связан с коллектором параллельно включенных: входами автоматических датчиков 6 концентраций, а другой выход каждого

электромагнитного клапана 4 и 5 связан с входом побудителя 16 расхода. Выходы автоматическр;х датчиков 6 концентраций могут подключаться к входам вычислительного устройства 17. связанного с измерителем 18 скорости ветра.

Блоки 2 и 3 (переключающие устройства) вьтолнены на серийно выпускаемых электропневмоклапанах типа СКН, установленных в блоках параллельно. Пневматические выходы элект ропневмоклапанов подключены к газозаборным магистралям 1, выходы связны между собой и подключены к входа электромагнитных клапанов 4 и 5, а управляющие входы через разъем связаны с преобразователем 9 кодов.

В качестве автоматического измерителя 10 направлений ветра используется серийно выпускаемый прибор - анеморумбограф МбЗ-МР, имеющий аналоговый выход с уровнем на- . пряжения 0-100 мВ.

Блок 7 выбора точек отбора состоит из двух подблоков - многоуров невого компаратора 8 и преобразователя 9 кодов. Многоуровневый компа- ратор 8 построен по стандартной схеме, представляющей собой па-рал- лельно включенные серийные дифференциальные усилители типа 521СА1, выходы которых попарно подключены к элементам Исключающее ИЛИ - серийным микросхемам типа 155ЛИ5.

Заданные уставки осущест.вляются регулированием опорных напряжений на входах дис ференциальных усилителей,. Преобразователь кодов вьшолнен на параллельно включенных микро- схемах И типа 155 ЛАЗ, выходы кото- рьос подключены параллельно к микросхемам ИЛИ типа ЛЕЗ. Количество параллельно включенных микросхем соответствует числу поддиапазонов сиг- нгша, поступающего от блока 10 (т.е числу усилителей 521Са1). Реализация таблицы соответствий обеспечивается соответствующей коммутацией вытводов микросхем, т.е. подключением входов микросхем И к логическому нулю или единице.

Система работает следующим об- р,азом,

С вькода автоматического измерителя 10 направления ветра поступает э,пектрический сигнал, пропорциональный углу мелэду направлением ветра и

направлением на север. Этот сигнал поступает в блок 7 выбора точек отбора, где сравнивается с набором уставок (заданнйх напряжений) во многоуровневом компараторе 8 (составля ется таблица соответствия). При этом выбирается поддиапазон, верхняя граница (уставка) которого ограничивает сигнал сверху, а нижняя граница - снизу.

Таблица соответствий устанавливается следующим образом: строится изображение : источника, выбросов и точек отбора с учетом его ориентации относительно направления на се- вер, нумеруются точки отбора (фиг.2 для различных направлений ветра в диапазоне 0-360 строятся условные плоскости и определяются наиболее близкая и наиболее удаленная точки отбора. Номера наиболее близких и удаленных точек приведены в табл.1.

Присвоив каждому из поддиапазонов направления ветра порядковый номер, получают таблицу соответст- ВИЙ в виде табл.2.

Код поддиапазона поступает в преобразователь 9 кодов, где преобразуется в код номера подветренной точки отбора и в код номера навет- ренной точки отбора.Таблица соответствий, определяющая преобразование кода, зависит от количества и расположения точек контроля на источнике ориентации источника относительно направления на север и количества поддиапазонов сигнала, поступающего от измерителя 10 направления ветра, задается коммутацией выводов микросхем преобразователя 9 кодов.

Выбор ближайшей и наиболее удаленной точек в данном случае производится из наглядных представлений. При сложной конфигурации источника этот выбор осуществляется с помощью обычных геометрических соотношений путем вычисления расстояний от каждой точки отбора до условной плоскости и выбора максимального и минимального расстояний.

Код номера подветренной точки отбора поступает на первое переключающее устройство 2, а код номера Наветренной точки отбора - на второе переключающее устройство 3. При этом к входам переключающих устройс подключаются газозаборные магистрали пробоотборников 1, соответствующие выбранным номерам точек отбора

проб. Стробнрующее устройство 11 с заданной частотой подключает вход каждого электромагнитного клапана 4 и 5 либо к измерительному выходу, связанному с автоматическими датчиками .6 концентраций, либо к выходу сброса, связанному с побудителем 18 расхода и далее с атмосферой.

Частота переключений может изменяться в широких пределах с помощью делителя 13 частоты. Выходные усилители 14 и 15, установленные в выходных цепях стробирующего устройства, служат для согласования электрических параметров делителя 13 частоты с нагрузочными характеристиками управляющих обмоток электромагнитных клапанов 4 и 5.

При подключении входа электромагнитного клапана 4 к измерительному выходу проба с выхода первого переключающего устройства (подвет- iренная точка отбора) поступает на вход автоматических датчиков 6 концентраций, где анализируется содержание различных загрязняющих компонентов в пробе. При этом выход сброса первого электромагнитного клапана 4 отсечен от его входа. Одновременно вход второго электромагнитного клапана подключается к выходу сброса, и проба с выхода второго переключающего устройства 3 (наветренная точка отбора) через побудитель 16 расхода сбрасывается в атмосферу. При изменении поляр- ности сигнала, поступающего от стробирующего устройства 11, вход вто- ;рого электромагнитного клапана 5 подключается к измерительному выходу, а выход сброса отсекается от входа клапана 5, и проба от навет- ренной точки отбора поступает на автоматические датчики 6 концентраций. При этом вход первого электромагнитного клапана 4 подключается к выходу сброса, а измерительнвй выход первого электромагнитного клапана 4 отсекается от его входа, и проба от подветренной точки отбора поступает в побудитель Т6 .1расхода и далее сбрасывается в атмосферу. Указанный цикл измерения повторяется с заданной частотой.

Сигналы от автоматических датчиков 6 концентраций поступают в вычислительное устройство 17, где по значениям концентраций загрязняющих веществ с наветренной .и подветренной сторон источника, а тазсже информации, поступающей от автоматического измерителя 18 скорости ветра, и геометрическим размерам источника выбросов (введены в память) вычисляется массовый выброс от источника загрязнений.

Формула изобретения

Система отбора и анализа проб воздухе от плоских наземных источников загрязнений, содержащая пробоотборники, размещенные в заданн1дх точках источника загрязнений и подключенные к переключающему устройству, датчики концентрации, включенные на общий коллектор, и побудитель расхода, отличающаяся тем, что, с целью пoвышetния точности контроля с одновременным уменьшением времени анализа, она снабжена вторым переО н - о( 90°

о(. + 180° dL + 270° d. + 270 otp 360

1 2 3

4 5

ключающим устройством, подключенным входами к пробоотборникам параллельно первому переключающему устройству, электромагнитными клапанами, измерителем направления ветра, блоком выбора точек контроля, соединенным входом с измерителем направления ветра, а первым и вторым выходами - с управляющими

входами соответственно первого и второго переключающих устройств, и стробирукицим устройством, один выход которого додключен к управляющему входу первого злектромагнитного клапана, а другой выход -к управляющему входу второго электро- магнитного клапана, при этом выход каждого перек-пючающего устройства попеременно через соответствующий

электромагнитный клапансоединен с общим коллектором датчиков концентрации или с побудителем расхода.

Таблица 1

5 7 1 3 5

1 3 5 7 1

5

7 1 3 5

Ость

Редактор А. Шишкина

Составитель Н, Романникова

Техред л.Олейник Корректор А. Тяско

Заказ 7798/39Тираж 799Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Wus.Z

Изобретение относится к системе отбора и анализа проб воздуха от плоских наземных источников загрязнений, может быть использовано в химической и нефтехимической про- мьшшенности и позволяет повысить точность контроля и уменьшить время анализа. Система содержит последовательно соединенные измеритель 10 направления ветра и блок 7 выбора точек отбора, включающий многоуровневый компаратор 8 и преобразователь 9 кодов. Выходы последнего связаны с переключающими устройствами 2, 3, входы которых соединены с пробоотборниками 1, а выходы - соответствен7 но с клапанами 4 и 5, включенными на общий коллектор датчиков 6 концентрацией и связанными с побудителем- 16 расхода. Выходы датчиков 6 подключены к вычислительному устройству 17, соединенному с измерителем 18 скорости ветра. Входы клапанов 4, 5 связаны также с стробирующим устройством 11, содержащим последовательно соединенные источник 12 опорных, импульсов, делитель 13 частоты, связан- ньш с выходными усилителями 14, 15. 2 ил, 2 табл. (Л LfSpoc 1 omMoaptpy Фш