Акустическая камера газоанализатора Советский патент 1979 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для газового анализа, например, в детекторах хроматографов.

Известны акустические камеры датчиков газового анализа, содержащие корпус, установленные в нем возбудитель и приемник акустических колебаний и закрепленные на нем входной и выходной патрубки 1.

Недостатками известной камеры является низкая скорость обновления состава исследуемой смеси и большой расход анализируемой смеси.

Наиболее близкой по своей технической сущности является акустическая камера газоанализатора, содержащая полый корпус с прикрепленными входным и выходным патрубками, возбудитель и приемник акустических колебаний, установленные внутри корпуса 2.

Недостатками этой камеры являются большое время обновления исследуемой газовой смеси, большой ее расход, а также большие размеры камеры.

Целью изобретения является уменьшение времени обновления исследуемой газовой смеси, уменьшение ее расхода, а также уменьшение размеров камеры.

Поставленная цель достигается тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены щели, сопряженные с кольцевыми каналами, а входной и выходной патрубки связаны со щелями, причем поперечные размеры каналов больше поперечных размеров щелей не менее, чем в десять раз, а поперечные размеры щелей меньще удвоенной глубины проникновения вязкой волны, при этом возбудитель и приемник акустических колебаний установлены по торцам корпуса, щели с каналами выполнены в корпусе на равных расстояниях одно от другого, число их нечетное и каналы поочередно соединены с входным и выходным патрубками.

На чертеже изображена с.хема предложенной акустической камеры газоанализатора.

Корпус 1 камеры, выполненный в виде цилиндра, имеет щели 2-6, вдоль которых расположены каналы 7-11. На корпусе 1 закреплены входной 12 и выходной 13 патрубки, которые через каналы 7-11 соединены со щелями 2-6. Шели открыты в полость 14 корпуса акустической камеры. Возбудитель 15 и приемник 16 акустических колебаний установлены внутри корпуса.

Камера работает следующим образом.

Исследуемый газ через входной патрубок 12 заполняет каналы 8 и 10, откуда через щели 3, 5 равномерно на всех участках их длины поступает в полость 14 корпуса акустической камеры. В полости 14 корпуса акустической камеры возбудитель 15 и приемник 16 акустических колебаний возбуждают и принимают, акустические колебания, скорость которых характеризует концентрацию компонентов исследуемой газовой смеси. Из полости 14 акустической камеры исследуемая смесь через щели 2, 4 и 6 поступает в каналы 7, 9 и 11, откуда выбрасыва тся через выходной патрубок 13.

Глубина проникновения вязкой волны определяется по формуле

А V.

гдеД - глубина проникновения вязкой волны;

V-кинематическая вязкость исследуемой газовой смеси;

to - круговая частота акустических колебаний в камере.

Указанный размер щелей обеспечивает их высокое волновое сопротивление, что позволяет им не оказывать влияния на волновые свойства акустической камеры. Следовательно их местоположение и количество может быть выбрано произвольно с учетом лищь конструктивных особенностей корпуса камеры и требующейся величины постоянной времени обновления газовой смеси в камере. Для повыщения точности измерения щели могут быть выполнены в корпусе камеры перпендикулярно образующей корпуса на равных расстояниях друг от друга и поочередно соединены с входным и выходным патрубками, при этом общее число щелей нечетное. Такое местоположение и количество щелей устраняет влияние скорости потока на скорость звука в акустической камере. Наличие каналов, поперечные размеры которых на порядок и более превыщают поперечные размеры щелей, обеспечивает равномерное проникновение газовой смеси в полость камеры по всей длине щелей.

Акустическая камера с объемом полости 0,35 см при расходах исследуемой газовой смеси не более 0,05 л/мин имеет полное время обновления газовой смеси, не превышающее 0,015 с.

Формула изобретения

1.Акустическая. камера газоанализатора, содержащая полый корпус с прикрепленными входным и выходным патрубками, возбудитель и приемник акустических колебаний, установленные внутри корпуса, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени обновления исследуемой газовой смеси, уменьшения ее расхода, а также

в уменьшения размеров камеры, на внутренней поверхности корпуса выполнены щели, сопряженные с кольцевыми каналами, а входной и выходной патрубки связаны с щелями, причем поперечные размеры каналов больше поперечных размеров щелей не менее чем в десять раз, а поперечные размеры щелей меньше удвоенной глубины проникновения вязкой волны.

2.Камера по п. 1, отличающаяся тем, что возбудитель и приемник акустических

0 колебаний установлены по торцам корпуса.

3.Камера по п. 1, отличающаяся тем, что щели с каналами выполнены в цилиндрическом корпусе на равных расстояниях друг от друга, число их нечетное и каналы поочередно соединены с входным и выход5 ным патрубками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент США № 3762197, кл. 73-24, 1973.

J,2. Павленко В. А. «Газоанализаторы,

М., Л., Машиностроение, 1965, с. 31-34.