Полум’яно-іонізаційний аналізатор

Реферат: UA 82884 U UA 82884 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області аналітичної техніки і може використовуватися при створенні автоматичних газоаналітичних газоаналізаторів для аналізу вуглеводнів (ΣCНHm) у викидах відпрацьованих газів автотранспортних засобів, двигунів внутрішнього згорання, газотурбінних установок. Відомо полум'яно - іонізаційній газоаналізатор [авт. свід. СРСР 1012120, кл G01N 27/62, 15.04.83], який містить корпус, пальник, трубопроводи для підводу до пальника аналізуючого газу, повітря та водовод, колекторний електрод, встановлений співвісно з пальником і виповнений у вигляді стакана, що має форму усіченого конусу, дно якого з'єднане зі стержнем, закріпленим на електроізоляторі, а відкриваюча його частина звернена до сопла пальника, причому в боковій стінці колекторного електрода виповнений отвір, в якому встановлений трубопровід для виводу з корпусу відпрацьованого газу. Недоліком пристрою є нестабільність газових витрат в полум'яно-іонізаційному перетворювачі - нестабільність чутливості від коливання конвективних потоків газів (вуглеводнів, повітря, водню), що приводить до турбулентного руху газів в області полум'я пальника. Нестабільність потоків викликає зміну в орієнтації полум'я відносно колекторного електрода. Окрім цього спіраль підпалу, до якої підводиться напруга живлення через ізолятори потребує окремого джерела живлення, що не дає змогу пристрою вмикатися автоматично, не пошкоджуючи схему налаштування пристрою та не завдавати небезпеку оточуючим. Також відомий полум'яно-іонізаційний детектор [=Україна, патент на корисну модель № 399116304, 17.03.2003] полум'яно-іонізаційний детектор, який містить газопроводи подачі водню, аналізованої газової проби і повітря, полум'яно-іонізаційний сенсор, з вбудованою в нього спіраллю підпалювання полум'я і термопарою, яка з'єднана з програмним блоком і пристроєм індикації горіння полум'я, який відрізняється тим, що детектор має газопровід витоку повітря, з'єднаний з газопроводом подачі повітря на сенсор і через дросель з нормальнозакритим входом електромагнітного клапана, вихід котрого з'єднано з атмосферою, вхід програмного блока підключено до входу пристрою комутації і управління, перший вихід котрого з'єднано з електромагнітним клапаном, а другий вихід - з входом блока тимчасової затримки, до виходу блока тимчасової затримки підключена спіраль підпалювання полум'я полум'яноіонізаційного сенсора. Недоліком полум'яно іонізаційного детектора [Україна, патент на корисну модель № 99116304, 17.03.2003] є складність схеми зі зворотними зв'язками, що знижує надійність роботи пристрою підпалу і контролю горіння пристрою. Найбільш близьким до заявленого пристрою є полум'яно-іонізаційний детектор [Україна, патент на корисну модель 99116303, кл G01N 27/62, 16.09.2002], який включає корпус, основу з каналами введення газів, пальник, електрод колектор у вигляді зворотного зрізаного конуса, який закріплений меншою основою до порожнистої циліндричної вставки, а більшою основою повернутий до вивідного газопроводу та циліндричної демпфіруючої камери, яка закріплена на більшій основі зворотного зрізаного конуса і з'єднана з вивідним газопроводом. Недоліком такого приладу є те, що пряме запалювання від окремого джерела живлення, що відбувається за допомогою електронагрівальної спіралі запалювання. Застосування окремого джерела живлення для електричної спіралі підпалу знижає надійність і швидкодію пристрою, сприяє появі вибухонебезпечної концентрації газу та викликає небезпеку для обслуговуючого персоналу. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції, підвищення надійності розширення функціональних можливостей існуючого джерела живлення для автоматизації роботи полумяно-іонізаційного газоаналізатора. Поставлена задача вирішується тим, що в полумяно-іонізаційному газоаналізаторі джерело поляризуючого електроживлення живлення використовується для виконання двох функціонально різних операцій в приладі: підпалу суміші і створення поляризуючої напруги між пальником і електродом-колектором. Полум'яно-іонізаційний аналізатор, який складається з корпусу, в основі якого виконані отвори для підводу газів: водню, повітря, вуглеводнів, які підведені до пальника, над пальником встановлено електород-колектор у вигляді сопла Вентурі, який через камеру-демпфер з'єднаний з вихідним газопроводом, металізоване сопло пальника електрично з'єднане через ізолятори в корпусі з джерелом поляризуючого електроживлення, з опором навантаження, електродом-колектором, виходи опори навантаження підведені до підсилювача блока обробки інформації, індикатора показань, новим є те, що, джерело поляризуючого електроживлення живлення використовується для виконання двох функціонально різних операцій в приладі: підпалу суміші і створення полярізуючої напруги між пальником і електродом-колектором. На кресленні наведено полум'яно-іонізаційний газоаналізатор. Газоаналізатор складається з корпусу 1 з кришкою 2. В основі 3 корпусу 1 виконані канали для вводу чистого водню 4, повітря 1 UA 82884 U 5 10 15 20 25 30 35 5, вуглеводнів 6, на основі 3 встановлений пальник 7 з металізованим соплом 8. В центрі корпусу 1 співвісно з пальником 7 встановлено електрод-колектор у вигляді сопла Вентурі 9, з'єднаний з циліндричним демпфером 10. До демпфера 10 герметично під'єднано вихідний газопровід 11. Через ізолятори 12 підводиться напруга живлення від джерела поляризуючого електроживлення Е1,13 до металізованого сопла 8 пальника 7 і електрода-колектора 9. Напруга 3 опору R 14 електричного електрода-колектора 9, ввімкнутого через джерело поляризуючого електроживлення Е1 до металізованого сопла 8 і електрода-колектора 9, підсилюється підсилювачем 15, обробляється в блоці електронної обробки сигналу 16 і виводиться на індикатор показань 17. Спіраль підпалу 18, через ізолятор 19, кнопку підпалу 20 електрично з'єднана з джерелом поляризуючого електроживлення Е2, 21. Газоаналізатор працює по принципу іонізації молекул вуглеводнів в полум'ї водню. Водень по каналу 4 надходить до пальника 7. Повітря для підтримки горіння через канал 5 надходить в простір навколо металізованого сопла 8. Між металізованим соплом 8 і електродом-колектором прикладена постійна поляризуюча напруга від Е2, 21, яка утворює електричне поле. Газоподібні вуглеводні через канал 6 надходять в пальник 7, де перемішуються з воднем. Підпал суміші водню, повітря, вуглеводнів відбувається від спіралі підпалу 18 нагрітою до 200°-300 °C електричним струмом від джерела поляризуючого електроживлення Е1, 13 через кнопку підпалу 20, яка вмикається на короткий термін, достатній для підпалу суміші газів, на початку роботи приладу. Пристрій працює наступним чином. В полум'ї водню під час згорання вуглеводнів відбувається іонізація молекул. Заряджені іони вуглеводнів під дією електричного поля, прикладеного до металізованого сопла 8 і електрода-колектора 9, починають рух між ними, тим самим утворюючи струм у зовнішньому ланцюгу. Цей струм проходить через опір навантаження R 14. Напруга з R 14 підсилюється в підсилювачі 15, обробляється в блоці обробки сигналу 16 і виводиться на індикатор показань 17. Вуглеводні, які надходять до пальника 7, при згоранні у водневому полум'ї, викликають підвищення струму іонізації, що фіксується підсилювачем 15 і пристроями 16,17. Продукти згорання виводять через демпфер 10 і вихідний газопровід 11. Застосування джерела утворення електричного поля Е2, 21 і як джерело для нагріву спіралі підпалу 18 спростить конструкцію приладу. У всіх аналогах використовується два джерела живлення: одне для створення поляризую чого електричного поля і друге для спіралі підпалу. Використання існуючого джерела поляризуючого електричного живлення для виконання двох функціонально різних операцій в приладі: підпалу суміші і створення поляризуючої напруги між пальником і електродом-коллектором, поліпшить техніко-економічні показники, здешевить прилад, поліпшить електробезпеку при роботі з приладом. Також за рахунок скорочення одного електричного блока покращиться надійність приладу за рахунок суттєвого зменшення кількості відмов в роботі приладу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Полум'яно-іонізаційний аналізатор, який складається з корпусу, в основі якого виконані отвори для підводу газів: водню, повітря, вуглеводнів, які підведені до пальника, над пальником встановлено електород-колектор у вигляді сопла Вентурі, який через камеру-демпфер з'єднаний з вихідним газопроводом, металізоване сопло пальника електрично з'єднане через ізолятори в корпусі з джерелом поляризуючого електроживлення, з опором навантаження, електродом-колектором, виходи опори навантаження підведені до підсилювача блока обробки інформації, індикатора показань, який відрізняється тим, що джерело поляризуючого електроживлення використане для поступового виконання двох функціонально різних операцій в приладі: підпалу суміші і створення поляризуючої напруги між пальником і електродомколектором. 2 UA 82884 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3