Устройство для анализа газов Советский патент 1975 года по МПК G01N25/32 G01N1/22 

1

Изобретение отноентся к газоаналнтическсму нриборсстроегию, огнованному на термохимическом методе количественной оценки содержания горючих компонентов в анализируемой газовой смеси, в част-ностн к устройстВам для анализа выдыхаемого воздуха на содержание этилового спирта, в которых одннм из важнейших звеньев явл5;ется устройство нодготовкн и отбора нробы анализнрусмой газовой смеси.

Известно устройство для анализа газов, содержащее реакционную камеру и блок отбора, в котором использован эффект термокаталитического сжнгания на чувствительном элементе моста паров алкоголя, предварительно накопленных на гранулированном адсорбенте, на который анализируемая газовая смесь подается из пробоотборного блока. Иоследний содержит подвижный разделитель, расположенный внутри калиброванной камеры. При достижении (за счет подачи смеси) подвижным разделителем своего максимального положения происходит механическое взаимодействие его с реле, открывающим магистраль сброса анализируемой газовой смеси в атмосферу. Необходимость сброса газовой смеси в атмосферу до начала подачи отобранной дозы в камеру анализа вызвана тем, что отбираемая доза выдыхаемой газовой смеси должна но возможности содержать альвеолярный воздух, который поступает из легких не сразу, а после выдоха 3000500 см воздуха.

Вероятность занолнения альвеолярным воздухом пробоотборного блока с такой конструкцией пневматнче-:.кого реле крайне низкая и малоэффективная, что приводит к снижению точности измерения нри определенни содержання этилового спирта в организме человека по вьиыхаемому воздуху.

Кроме того, реле блока отбора является нетехнологичным и ненадежным элементом, создающим донолннтельное противодействующее усилие при достижении подвижным разделнтеле.1 своего макснмального положения.

Для повышения точностн аналнза в предлагаемом устройстве на магистрали сброса установлено управляемое от магистрали подачи смеси пневматическое реле.

Кроме того, повышение точности может быть достигнуто за счет рациональной конструкции пневматического реле, которое выполнено в виде мембраны, разделяющей расположенные в основании блока отбора магистрали ввода и сброса анализируемой смеси, толкателя, жестко связанного с мембраной, и кланана, взаимодействующего с этим толкателем.

Подвижный разделитель камеры отбора может быть выполнен нз эластичного сильфона с расположенным ъ его верхнем основании грузом, наружный диаметр которого, равный внешнему диаметру сильфона, переходит в диаметр, равный (или меньше) внутреннему диаметру сильфона, с высотой цилиндрической части груза, равной высоте сжатого этим грузом сильфона. На фиг. 1 показана функциональная газовая схема; на фиг. 2 - общий-вид блока отбора анализируемой газовой смеси. Схема, показанная на фиг. 1, включает влагоотделитель 1, соединенный газово магистралью 2 с одним из входов электромагнитного клапана 3, выход которого подсоединен к магистрали 4 ввода анализируемой газовой смеси в блок отбора 5, содержащий следующие газовые магистрали: 6 - для сброса анализируемого газа в атмосферу, 7--для цодачи анализируемой смеси через второй вход электромагнитного клапана 3 на накопитель 8, расположенный в датчике газоанализатора 9, 10 - для прохождения нродувочного газа, например чистого воздуха, через накопитель 8, 11-для забора чистого воздуха из камеры 12 газоанализатора, термостатированной нагревательным элементом 13, управляемым термоконтактом 14, магистраль прохождения продувочного газа содержит обратный клапан 15. Блок отбора анализируемой газовой смеси включает калиброванный цилиндр - камеру 16, разделенный на две части - отбора 17 и продувки 18 подвижным разделителем, выполненным из эластичного сильфона 19 с грузом 20, сочлененным с верхним основанием сильфона. Причем наружный диаметр груза больше (или равен) внешнему диаметру сильфона, а далее переходит в диаметр, равный (или меньше) внутреннего диаметра сильфона, и высота цилиндрической части равна высоте сжатого сильфона. Корпус калиброванного цилиндра-камеры Ib содержит канал 21 магистрали 10 нрохождення продувочного газа и канал 22 магистрали 11 забора чистого воздуха. Основание калиброванного цилиндра содержит канал 23 магистрали 4 ввода анализируемой газовой смеси в камеру отбора 17 через пневматическое сопротивление 24 с обратным клапаном 25. Причем канал 23 сообщается с входной нолоегью пневматического реле 26, которое включает в себя эластичную мембрану 27, сочлененную с толкателем 28, взаимодействующим с клапаном 29 для открытия канала 30 магистрали 6 сброса анализируемой смеси в атмосферу через пневматическое сопротивление 31. В качестве элементов пневматического сопротивления использованы съемные диски с различными дроссельными отверстиями. Причем пневматическое сопротивление 31 больше пнев.матического сопротивления 24, что обеспечивает при определенном соотношении между ними, например 2:1, одновременно со сбросом анализируемой смеси в ат.мосферу заполнение камеры отбора этой смеси. Для подачи отобранной дозы анализируемой смеси на накопитель 8 основание калиброванного цилиидра содержит калиброванный капилляр 32, величина которого (длина и диаметр), а следовательно и критическая скорость истечения анализируемой смеси из камеры отбора, обеспечивает эффективную адсорбцию на накопителе 8. Устройство работает следуклцлм образом. Поступающая под дазлсннем па вход блока отбора анализируемая газовая смесь открывает клапан 25 камеры отбора 17 с одновременным открыванием клапана 29 магистрали сброса избытка анализируемой смеси в атмосферу. Так как пневматическое сонроти-зление магистрали сброса больше пневматического сопротивления магистрали ввода анализируемой смеси, то в камере отбора создается давление, необходимое для преодоления сил, противодействующих подъему подвижпого разделителя. При подъеме разделителя из калиброванного цилиидра вытесняется чистый воздух и поступает на наконитель со скоростью, большей или равной скорости, нри которой обеспечивается эффективная десорбция. Вытеснение отобранной дозы происходит через калиброванный капилляр 32, который открывается при поступлении управляемого сигнала -на электромагнитный клапан 3. При этом критическая скорость истечения анализируемой смеси через калиброванный кап-илтяр меньше или равна скорости, обеспечиваюшей эффективную адсорбцию наконителя 8. Формула изобретения Устройство для анализа газов, содержащее реакционную камеру, соединенную с блоком отбора, выполненным в виде камеры с подвижным разделителем, снабженной магистралями подачи и сброса анализируемой смеси, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, на магистрали сброса установлено управляемое от магистрали подачи смеси пневматическое реле.

25 3227 fS 26 26

-fZIZ - ff 7 f iLjLJ.

2