Установка для отбора проб газа Советский патент 1993 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к области изучения химических и физических свойств жидкости и предназначено для проведения океанологических и лимнологических исследований, экологической-аттестации водоемов и может быть использовано для поиска подводных месторождений нефти и газа, изучения процессов подводной гидротермальной и тектонической деятельное -.

Цель изобретения состоит в повышении функциональных возможностей за счет проведения синхронных с отбором и экстракцией измерений газового состава в условиях In situ.

На чертеже изображен узел продувки газов 1, состоящий из баллона с газом и

вентилем, соединенным с редукторами дав- ления 2 и 3, причем на редукторе 3 выставляют более высокое рабочее давление, заборная трубка 4 с заборным клапаном 5, пробоотборная емкость 6V содержащая поршень 7 с герметизирующими прокладками 8, шток 9, соединенный через сальник 10 с электрическим приводом 11 штока 9, распределительный клапан 12, регулирующий поток газа-носителя или равновесного пара в газохроматографический тракт, который соединен трубкой 13 с пробоотборной емкостью 6, хроматографическая колонка 14, соединенная с детектором 15, которые помещены в корпус хроматографа 16, причем детектор 15 соединен с узлом электронного управления и передачи информации 17, а газохроматографический тракт соединен трубопроводом с узлом сброса газов в окружающую среду, который содержит эла стичную камеру 18, скоммутированную с ма- нометром 19 и узлом электронного управления 17 через насос 20 с трубкой сброса газа 21. Важно, что газовая линия, содержащая редуктор 3, соединена с полостью емкости 6 через устройство дробления струи продуваемого газа 22, которое может быть выполнено в виде жиклера. Установка также содержит герметичный электрический разъем 23, соединенный с бортовым блоком обработки с ЭВМ 24, которые в свою очередь могут быть скоммутированы с разработанными устройствами для измерения биолюминесценции 25 и радиоактивности 26. Детали системы 1 -23 размещены в герметично разъемном корпусе 27.

Установка работает следующим образом.

Измерительный модуль, размещенный в корпусе 27, опускается с заданной скоростью в водоем. По команде с бортового блока на узел электронного управления 17 осуществляется открытие клапана 5 и перемещение поршня 7 в режиме забора пробы с помощью штока 9 и привода 11. По заданной программе клапан 5 перекрывается при продолжении опускания поршня 7 из положения А в положение Б. При этом реализуется режим разрежения над зеркалом пробы. По достижению поршнем положения Б привод 11 отключается и проба воды барботируется неисследуемым газом через устройство дробления струи 22 до достижения давления, выставленного на редукторе 3. В это время хроматограф работает с продувкой газа-носителя через редуктор 2. После получения равновесного пара в емкости 6 по команде с узла электронного управления 17 подается сигнал на переключение клапана 12 в режим дозировки равновесного пара по перепаду давления из емкости 6 в аналитический тракт. После дозирования клапан 12 переключается в положение продувки газа-носителя. Отклик детектора 15 поступает в блок электронного управления 17, где оцифровывается и передается в бортовой блок обработки с ЭВМ 24. Газ ыходящий с хроматографа поступает в эластичную камеру 18 и по достижению избыточного давления 0,1 атм подается сигнал на насос 20. работающий в режиме сброса газа в окружающую среду до достижении исходного давления. Установка газовых режимов и включение хроматографа могут осуществляться как перед погружением на борту носителя, так и на расстоянии с бортового

блока, но в этом случае после редуктора 2 и 3 устанавливают клапаны с электрическими приводами, которые скоммутированы с блоком электронного управления 17.

Режим работы системы:

Глубина погруженияНеограниченная Время забора пробы 1-15 Время работы привода, с 2-30 Время дозировки, с 1-5

Время удерживания (по

азоту, кислороду), с40-80 Давление в линии пробоотборника атм, 0,7-1,0 Давление в линии га за5 носителя атм0,4-0,7 Расход газа-носителя см3/мин 20-40 Колонка (.,3 см, 70- .Для смеси 100 см, МС СаА, азот-кислород,

0 40-60 mesh).

Использование устройства для отбора определения газового состава водоемов в реальном масштабе времени позволяет существенно повысить эффективность иссле5 дования газового режима водоемов. Одним из достоинств также является возможность дополнения газового модуля блоками измерения биолюминесценции и радиоактивности, что позволяет проводить

0 экологическую аттестацию водоемов.

В первую очередь изобретение предназначено для поиска тектонически активных зон и подводного вулканизма, месторождений полезных ископаемых, изу5 чения циклов отдельных биогенны х элементов, например С, N, Н, О.

Использование изобретения несмотря на относительно высокую стоимость за счет повышения эффективности работ во много

0 раз (нет необходимости подъема проб на поверхность) повысит рентабельность подобных работ в Мировом океане.

Формула изобретения Установка для отбора проб газа, раство5 ренного в жидкости, содержащая герметично разъемный корпус, емкость для отбора пробы, узел дробления сдруи, узел продува газа, состоящий из баллона со сжатым газом и редуктора, соединенного с распредели0 тельным клапаном, узел электронного управления, соединенный с насосом, распределительным клапаном и узлом сброса газа в окружающую среду, отличающаяся тем, что, с целью расширения

5 функциональных возможностей установки, емкость для отбора пробы выполнена в виде цилиндрического корпуса с установленным внутри него поршнем с прокладками и штоком, установленным с возможностью выхода через нижний торец емкости.

снабженный сальником и электрическим приводом, и снабжена установленной на ее верхнем торце заборной трубкой с клапаном и соединена через эту трубку с распределительным клапаном, причем узел продувки газа снабжен дополнительным редуктором и соединен посредством его с узлом дробления струи газа, расположенным в стенке емкости для отбора пробы над поршнем, установленным в крайнем нижнем положении, а установка снабжена хроматографом выполненным в виде хроматогра0

фической колонки и детектора, соединенного с узлом сброса в окружающую среду, выполненным в виде эластичной камеры, смонтированной с манометром, насоса и трубки сброса газа, и бортовым блоком обработки с электронно-вычислительной машиной, а узел электронного управления дополнительно подключен к клапану заборной трубки, манометру, электроприводу, детектору хроматографа и бортовому блоку обработки с электронно-вычислительной машиной.

Изобретение предназначено для проведения океанологических и лимнологических исследований. Сущность изобретения заключается в выполнении емкости для отбора пробы в виде цилиндрического корпуса с установленным внутри него поршнем с прокладками и штоком, установленным с возможностью выхода через нижний торец емкости, снабженным сальником и электрическим приводом, и снабжении емкости установленной на ее верхнем торце заборной трубкой с клапаном, емкость соединена через эту трубку с распределительным клапаном. При этом узел продувки газа снабжен дополнительным редуктором и соединен посредством него с узлом дробления струи газа, расположенным в стенке емкости для отбора пробы над поршнем, установленным в крайнем положении. Установка снабжена хроматографом,, выполненным в виде хроматографической колонки и детектора, соединенного с узлом сброса газа в окружающую среду, выполненным в виде эластичной камеры, смонтированной с манометром, насоса и трубки сброса газа, и бортовым блоком обработки с ЭВМ, а узел электронного управления дополнительно подключен к клапану заборной трубки, манометру, электроприводу, детектору хроматографа и бортовому блоку обработки с ЭВМ, 1 ил. г™ %ая