RU2523741C1 - Ir gas analyser - Google Patents

Abstract

FIELD: instrumentation.

SUBSTANCE: gas analyser comprises measuring system including IR radiator, flask, IR radiation receivers, gas intake, dust and soot filters and flow booster. Note here that this gas analyser incorporates extra pneumatic system including moisture separator with water level gages and electrically driven air valve. Moisture separator can interact with flow booster while one of water gages interacts with electrically driven air valve to prevent the ingress of outboard water into analyser metering system.

EFFECT: higher reliability of measurements.

2 dwg

Description

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано для анализа состава отработавших газов маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, с отбором пробы из выхлопной трубы, направленной в воду.The invention relates to an analytical technique and can be used to analyze the composition of the exhaust gases of small vessels and other floating vehicles with internal combustion engines, with sampling from an exhaust pipe directed into the water.

Известен инфракрасный газоанализатор, который содержит источник излучения, от которого световой пучок попадает в интегрирующую полость сферы, где и взаимодействует с анализируемым газом, при этом показания приемника излучения в зависимости от концентрации исследуемой газовой среды будут изменяться. Для многократного прохождения потока излучения в газовой среде оптический вход и выход выполнены несоосными, а также не проходящими через центр сферы. Инфракрасный светофильтр служит для формирования области спектра, в которой наиболее чувствителен приемник излучения (Патент № 2022249, кл. G01N 21/61, опубл. 30.10.1994).Known infrared gas analyzer, which contains a radiation source from which the light beam enters the integrating cavity of the sphere, where it interacts with the analyzed gas, while the readings of the radiation receiver depending on the concentration of the studied gas medium will change. For multiple passage of the radiation flux in a gaseous medium, the optical input and output are made misaligned, and also not passing through the center of the sphere. The infrared filter serves to form the spectral region in which the radiation detector is most sensitive (Patent No. 2022249, class G01N 21/61, publ. 10/30/1994).

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является инфракрасный газоанализатор, включающий измерительную систему, содержащую инфракрасный излучатель, кювету, приемники инфракрасного излучения, газозаборное приспособление, фильтры от пыли и сажи, побудитель расхода (Патент № 2069348, кл. G01N 21/35, опубл. 1995).The closest in technical essence and the achieved technical result is an infrared gas analyzer, including a measuring system containing an infrared emitter, a cuvette, infrared radiation detectors, a gas intake device, filters from dust and soot, a flow inducer (Patent No. 2069348, class G01N 21/35, publ. 1995).

Описанные выше газоанализаторы с успехом применяются при измерении вредных компонентов отработавших газов автомобилей и других средств с двигателями внутреннего сгорания.The gas analyzers described above are successfully used to measure the harmful components of exhaust gases from automobiles and other means with internal combustion engines.

Однако существующие газоанализаторы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что попадание воды в измерительный блок газоанализатора приводит к его неработоспособности и необходимости срочного ремонта. Такой недостаток может проявиться при контроле отработавших газов двигателями маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, с отбором пробы из выхлопной трубы, направленной в воду.However, the existing gas analyzers have a significant drawback, namely, that water entering the measuring unit of the gas analyzer leads to its inoperability and the need for urgent repair. Such a disadvantage can occur during the control of exhaust gases by the engines of small boats and other floating equipment with internal combustion engines, with sampling from the exhaust pipe directed into the water.

Задачей изобретения является создание газоанализатора, позволяющего избежать попадание забортной воды внутрь измерительного блока газоанализатора и обеспечить, тем самым, работоспособность и надежность газоанализатора.The objective of the invention is the creation of a gas analyzer that avoids the ingress of sea water into the measuring unit of the gas analyzer and thereby ensure the operability and reliability of the gas analyzer.

Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение устойчивой работоспособности газоанализаторов, предназначенных для измерения концентрации компонентов газовой смеси, отбираемой из выхлопной трубы, направленной в воду.The technical result from the use of the invention is to ensure the stable operation of gas analyzers designed to measure the concentration of components of the gas mixture taken from the exhaust pipe directed into the water.

Указанный технический результат достигается тем, что инфракрасный газоанализатор, состоящий из измерительной системы, содержащей инфракрасный излучатель, кювету, приемники инфракрасного излучения, газозаборное приспособление, фильтры от пыли и сажи и побудитель расхода, согласно изобретению дополнительно содержит пневматическую систему, имеющую влагоотделитель, содержащий датчики уровня воды, и пневматический клапан с электроуправлением, при этом влагоотделитель установлен с возможностью взаимодействия с побудителем расхода, а один из датчиков уровня воды - с пневматическим клапаном с электроуправлением для предотвращения поступления забортной воды в измерительную систему газоанализатора.The specified technical result is achieved by the fact that the infrared gas analyzer, consisting of a measuring system comprising an infrared emitter, a cuvette, infrared radiation detectors, a gas intake device, dust and soot filters and a flow inducer, according to the invention further comprises a pneumatic system having a moisture separator containing level sensors water, and an electrically controlled pneumatic valve, while the dehumidifier is installed with the possibility of interaction with a flow inducer, and one in of the water level sensors - with a pneumatic valve with electric control to prevent the flow of sea water into the measuring system of the gas analyzer.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема инфракрасного газоанализатора, на фиг.2 - схема влагоотделителя с одним из возможных вариантов датчиков уровня воды - электродными датчиками.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General diagram of an infrared gas analyzer, figure 2 is a diagram of a dehumidifier with one of the possible options for water level sensors - electrode sensors.

Газоанализатор включает измерительную систему, содержащую инфракрасный излучатель 1, кювету 2, приемники 3 инфракрасного излучения с интерференционными фильтрами, размещенными перед приемниками, электрохимический датчик 4 кислорода и электрохимический датчик 5 оксидов азота, пневматическую систему, включающую газозаборное устройство с фильтром 6, фильтром 7 тонкой очистки, побудитель расхода 8 с насосами 9 и 10, пневматический клапан 11 с электроуправлением, влагоотделитель 12 с датчиками уровня 13 и 14, которые могут быть электродными, поплавковыми и любого другого типа из существующих, измерительное устройство 15 и входной газовый канал 16.The gas analyzer includes a measuring system containing an infrared emitter 1, a cuvette 2, infrared detectors 3 with interference filters placed in front of the receivers, an electrochemical oxygen sensor 4 and an electrochemical sensor 5 of nitrogen oxides, a pneumatic system including a gas intake device with a filter 6, a fine filter 7 , flow inducer 8 with pumps 9 and 10, pneumatic valve 11 with electric control, moisture separator 12 with level sensors 13 and 14, which can be electrode, float ovymi and any other type of existing, the measuring device 15 and the gas inlet port 16.

Газоанализатор может быть 2-компонентным (измеряет CO и сумму углеводородов CH), 4-компонентным (к измерению CO и CH добавляется измерение углекислого газа CO₂ и кислорода) и пятикомпонентным (добавляется измерение окислов азота NOx). B данном случае рассматривается 5-компонентный газоанализатор.The gas analyzer can be 2-component (measures CO and the amount of CH hydrocarbons), 4-component (adds CO ₂ and oxygen to the CO and CH measurements) and five-component (adds NOx measurement of nitrogen oxides). In this case, a 5-component gas analyzer is considered.

Анализатор вредных выбросов работает следующим образом: излучение от инфракрасного излучателя 1 проходит кювету 2, проходит через интерференционные фильтры и приемники инфракрасного излучения 3, в котором энергия излучения преобразуется в электрический сигнал. При отсутствии в смеси анализируемых компонентов измерительное устройство 15 показывает ноль. При появлении в измерительной системе анализируемых компонентов измерительное устройство 15 показывает значение концентрации оксида углерода, углеводородов, диоксида углерода, пропорциональное поглощенной в кювете 2 энергии излучения, электрохимические датчик 4 кислорода и датчик 5 оксидов азота выдадут сигналы, пропорциональные концентрации кислорода и оксидов азота.The emission analyzer works as follows: the radiation from the infrared emitter 1 passes through the cuvette 2, passes through interference filters and infrared radiation receivers 3, in which the radiation energy is converted into an electrical signal. In the absence of the analyzed components in the mixture, the measuring device 15 shows zero. When the analyzed components appear in the measuring system, the measuring device 15 shows the concentration of carbon monoxide, hydrocarbons, carbon dioxide proportional to the radiation energy absorbed in the cell 2, the electrochemical oxygen sensor 4 and the nitrogen oxide sensor 5 will give signals proportional to the concentration of oxygen and nitrogen oxides.

Анализируемый газ прокачивается насосами 9 и 10 побудителя расхода 8 через фильтр 6 газозаборного приспособления, поступает во влагоотделитель 12, где происходит отделение забортной воды от газа. Забортная вода автоматически удаляется. После удаления воды анализируемый газ очищается от сажи фильтром 7 тонкой очистки, проходит через кювету 2, датчик 4 кислорода, датчик 5 оксида азота и удаляется из прибора. При поступлении в газозаборное приспособление воды происходит быстрое заполнение влагоотделителя 12 этой водой.The analyzed gas is pumped by the pumps 9 and 10 of the flow rate driver 8 through the filter 6 of the gas intake device, enters the moisture separator 12, where the seawater is separated from the gas. Seawater is automatically removed. After removing water, the analyzed gas is cleaned of soot by a fine filter 7, passes through a cuvette 2, an oxygen sensor 4, a nitric oxide sensor 5 and is removed from the device. Upon receipt of water in the gas intake device, the dehumidifier 12 is rapidly filled with this water.

При заполнении влагоотделителя до уровня электродного датчика уровня 14 включается пневматический клапан 11 с электроуправлением, при этом измерительный канал отсекается от входного газового канала 16 до тех пор, пока уровень воды во влагоотделителе 12 не упадет ниже этого уровня. Вытеснение воды из газоанализатора осуществляется воздухом, подаваемым побудителем расхода 8. В кювету 2 и датчики 4 и 5 вода не поступает.When the dehumidifier is filled to the level of the electrode level sensor 14, an electrically controlled pneumatic valve 11 is turned on, while the measuring channel is cut off from the inlet gas channel 16 until the water level in the dehumidifier 12 drops below this level. Water is displaced from the gas analyzer by the air supplied by the flow inducer 8. No water enters the cell 2 and sensors 4 and 5.

Таким образом, описанная выше конструкция инфракрасного газоанализатора позволяет повысить надежность измерений вредных выбросов двигателей маломерных судов и других плавучих средств с двигателями внутреннего сгорания, находящихся на воде.Thus, the above-described design of an infrared gas analyzer can improve the reliability of measurements of harmful emissions from engines of small vessels and other floating vehicles with internal combustion engines located on the water.

Claims (1)

Инфракрасный газоанализатор, состоящий из измерительной системы, содержащей инфракрасный излучатель, кювету, приемники инфракрасного излучения, газозаборное приспособление, фильтры от пыли и сажи и побудитель расхода, отличающийся тем, что газоанализатор дополнительно содержит пневматическую систему, имеющую влагоотделитель, содержащий датчики уровня воды, и пневматический клапан с электроуправлением, при этом влагоотделитель установлен с возможностью взаимодействия с побудителем расхода, а один из датчиков уровня воды - с пневматическим клапаном с электроуправлением для предотвращения поступления забортной воды в измерительную систему газоанализатора. An infrared gas analyzer consisting of a measuring system comprising an infrared emitter, a cuvette, infrared radiation detectors, a gas intake device, dust and soot filters and a flow inducer, characterized in that the gas analyzer further comprises a pneumatic system having a dehumidifier containing water level sensors and a pneumatic an electrically controlled valve, while the dehumidifier is installed with the possibility of interaction with a flow inducer, and one of the water level sensors is equipped with pneumatic An electrically controlled valve to prevent outside water from entering the gas analyzer measuring system.

Images