Устройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета Советский патент 1982 года по МПК G01N1/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА С САМОЛЕТА

Изобретение ОТНОСИТСЯ к устройствам получения и подготовки образцов для исследования в газообразном состоянии и может применяться при отборе проб воздуха на борт летательного аппарата с последующей подачей отобранных проб в газоанализатор.

Известно самолетное заборное устройство для подачи воздуха в салон самолета, содержащее входной воздушный тракт забора воздуха из атмосферы, компрессор, регулятор давления , поддерживающий постоянное давление в салоне самолета, термостатирующее устройство для подогрева или охлаждения сжатого воздуха и воздушные магист рали, подводящие воздух в салон t

Недостатком известного устройства является низкое качество пробы, так как состав воздуха, проходящего через такое заборное устройство во время компресси претешевает ряд изменений. Так, например, газовые микропримеси вступают в химические реакции с элементами компрессора, взаимодействуют между собой во время, прохождения воздуха по длинным воздушным магистралям, и каталитически

разрушаются на металлических стенках компрессора и магистралей.

Известно также устройство для анализа газов, содержащее детектор, линию подачи анализируемого газа с установленными на ней побудителем расхода, регулятором давления и пневмосопротивлениями, линию подачи вспомогательного газа с установленными по10следовательно регулятором давления и .термостатируемым пневмосопротивлением, измерительный и корректирующий усилители и компенсатор, выполненный в виде датчикаперепада дав15 .ления 21.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст20ройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета, содержащее по-будитель расхода, термостатируемую входную магистраль и чувствительный элемент газоанализатора 3.

25

Недостатком известного устройства является низкая точность анализа воздуха, обу;словленная тем, что изменение давления воздуха с измене.нием высоты полета самолета вызыва30ет изменение массового расхода ана.лизируемого воздуха, поступающего в газоанализатор, что значительно ухудшает условия работы газоанализа тора. Цель изобретения - повышение качества и точности анализа путем уменьшения погре14ности за счет стабилизации давления пробы воздуха. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено термостати1руемым пневмосопротивлением, устано ленным на входе чувствительного эле мента , и регулятором давления, вход которого связан с выходом чувст ви,згельного элемента, а выход - с по буди телем расхода. Кроме того, пневмосопротивление выполнено в виде капиллйра, размеры которого определяют по следующей за висимости ТГ р р макс мин г - радиус капилляра, мм; ммн минимально возможный коэф фициент динамической вязкости анализируемого возДуха;максимально возможноедав ление в атмосфере; минимально возможное давление на максимальной вы соте забора проб; 2 - дина капилляра, см; Q - производительность побудителя. При максимальной высоте долета са молета размеры капилляра определяют по следующей зависимости , 4р г 4 4,8-10 ie -Q где г - радиус капилляра, мм; Е - длина капилляра(1-100) см; Q - производительность побудите ля (0,1-10-5-0,1) . . На чертеже представлено устройст во для отбора проб атмосферного воз духа с самолета. Устройство состоит из входной ма гистрали 1, п1 евмосопротивления 2, чувствительного элемента газоанализатора 3, термостата 4, регулятора давления 5 и побудителя расхода 6. Кроме того, устройство снабжено инд катором расхода 7 и индикаторами те пературы и давления 8. Выход побудителя расхода б для облегчения его работы соединен .с помощью выходной магистрали 9 с внешней атмосферой;Устройство работает следующим об разом. Набегающий-поток анализируемого воздуха поступает через входную магистраль 1 и пневмосопротивление 2 в чувствительный элемент газоанализатора 3. Оттуда воздух отсасывается через регулятор давления 5 побудителем б и выбрасывается наружу через магистраль 9. Расход воздуха контролируется с помощью индикатора расхода 7. .Поддержание постоянной: температурывоздуха осуществляется термрстатом 4, в котором заключены входная магистраль,, пневмосопротивление 2, чувствительныйэлемент газоанализатора 3. Поддержание постоянного давления анализируемого воздуха в чувствительном элементе 3 обеспечивается пневмосопротивлением 2 и регулятором давления 5. Температура и давление анализируемого воздуха контролируется с помощью индикаторов температуры и давл€;ния 8. Параметры пневмосопротивления 2 Выбираются из тех соображений, что количество поступающего из атмосфе-; ры воздуха через.пневмосопротивление 2 в чувствительный .элемент 3 должно быть на всех высотах полета самолета меньше количества воздуха, которое может отобрать побуди ель расхода 6 из чувствительного элемента ,3. пневмосопр по5 Аитед9 Равенство расходов воздуха, поступающего в чувствительный элемент 3 и отбираемого оттуда, достигается работой регулятора давления 5. Регулятор давления 5 должен быть настроен на минимально возможное .давление атмосферного воздуха, которое бывает на максимально возможной высоте полета самолета, т.е. для самолета ИЛ-18, имеющего поток 10 км, поддерживаемое давле ние в чувствительном элементе должно быть около 250 мбар (давление на высоте 10 км). Обеспечение минимальной длины входной магистрали, исполнение ее и пневмосопротивления из химическиинертного материала, например из тефлона или кварца, позволяет свести к минимуму искажения состава анализируемого воздуха. Применение Изобретения позволяет повысить точность измерений за счет стабилизации погрешности. Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб атмосферного воздуха с самолета, содержащее побудитель расхода, термостатируемую входную магистраль и чувствительный элемент газоанализатора, о тличающееся тем, ч то, с целью повышения качества и точности анализа путем уменьшения погрешности за счет стабилизации давления пробы воздуха, оно снабжено термостатируемым пневмосопротивлением, установленным на входе чувствительного элемента. и регулятором давления, вход Которого связан с выходом чувствительного элемента, а выход - с побудителем расхода. 2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пневг осопротивление выполнено в виде капилляра, размеры которого определяют по следу ющей зависимости. i HH-„„p;.Q, Р|лин) где -, LMMH минимально возможный коэффициент динамической вязкости анализи.руемого воздухал макс м ксимсшьнр возможное давление в атмосфере; РМИИ - минимсшьно возможное давление на максимапь- ной высоте забора проб г - радиус капилляра, мм; С длина капилляра, см; Q - производительность побудителя. 3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю 1ц е е с я тем, что при максиц1альной-высоте полета самолета размеры капилляра определяют по следукедей зависимости г 4,8-10 где Г - радиус капилляра/ мм; Е - длина капилляра (1-100) см; Q - производительность побудителя (0,1. -0,1). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пассажирский самолет ИЛ-18. Техническое описание. Кн. VI. М., Оборонгиз, 1961, с. 64-93. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2895422/23-26, кл. G 01 N ЗЛ/08, 1980. 3.Федынский А.В., ЮШКОВ В.А., Шифрин Д.}1, Шолохова Н.Г. Применение кулонометрического метода для измерения влажности атмосферы с са молета,- Метеорология и гидpoлo гйя, 1978, 6, с. 105-109.