Термомагнитный газоанализатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

38!О!У

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Мв—

Заявлено 04.VIII.1969 (М 135413О6/26-25) с присоединением заявки И

Приоритет

Опубликовано 15Х.1973. Бюллетень Ме 21

Дата опубликования описания 25Х11.1973

М. Кл. 6 Oln 27/72

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 541.57:543.274 (088,8) Авторы изобретения

Ю. А. Коньков и Д. Г. Перфильев

Заявитель

ТЕРМОМАГНИТНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к газоанализаторам, применяемым преимущественно для контроля и автоматического регулирования в системах кондиционирования воздуха на летательных аппаратах и объектах космического назначения.

Известные термомагнитные газоанализаторы, содержащие камеру с входными и выходными каналами, магнитные полюса, между которыми расположена часть камеры, источник тепла, неточны и имеют низкую чувствительность.

Эти недостатки обусловлены влиянием тепловой;конвекции при изменении направления и величины гравитационного поля, возникающего во время эксплуатации в космических условиях, влиянием теплопроводности неопределяемых компонентов газовой смеси.

Известно устройство для определения концентрации парамагнитного газа, содержащее камеру для анализируемой смеси, расположенную соосно камере с возможностью вращения обойму, на которой установлены полюсные магнитные наконечники. Это устройство имеет низкий выходной сигнал, подвержено влиянию сил гравитации.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения.

Эта цель достигается выполнением отводящего патрубка по оси симметрии камеры, против которого своим отверстием устанавливается трубка, соединенная с измерителем давления; установкой магнитных полюсов на обойме, вращающейся с постоянной скоростью вокруг оси симметрии камеры, к которым прикреплен диск из непрозрачного для инфракрасных лучей материала с окнами, расположенными вблизи магнитных полюсов в направлении вращения; выполнением основания

10 камеры, обращенного к диску, из материала, прозрачного для инфракрасных лучей.

На фиг. 1 показана схема предложенного термомагнитного газоанализатора; на фиг. 2— диск с окнами и положение магнитных полюсов.

Газоанализатор состоит из цилиндрической камеры 1 с входным 2 и отводящим 3 патрубками и перфорированной боковой стенкой 4.

Отводящий патрубок 8 установлен по оси

2О симметрии камеры. Против патрубка 3 соосно расположена трубка 5, соединенная с измерителем давления б. Магнитные наконечники 7 смонтированы на обойме 8, вращающей,ся с постоянной скоростью вокруг оси симмет2> рии камеры. На обойме закреплен диск 9 из непрозрачного для инфракрасных лучей материала с окнами 10, расположенными вблизи магнитных полюсов в направлении вращения.

В качестве носителя тепла используются ин30 фракрасные лучи. Стенка 11 камеры выпол381017

45 иена из материала, прозрачного для инфракрасных лучей.

Газоанализатор работает следующим образом.

Во входной патрубок 2 под давлением Ро, обеспечивающим ламинарный режим истечения, близкий к критическому, подается увлажненная парами воды исследуемая кислородсодержащая газовая смесь. Пройдя через отверстия боковой стенки 4, газовая смесь поступает в камеру. Вращающиеся с постоянной скоростью магнитные полюса создают вращающееся магнитное поле, а инфракрасные лучи, проходя в окна 10 диска 9, — вращающееся тепловое поле.

При отсутствии парамагнитного газа, например кислорода, в анализируемой газовой с»еси не возникает термомагнитной конвекции, поэтому вращающиеся магнитное и тепловое поля не могут вызвать движения анализируемого газа, так как не могут образовать вращательного движения газа в камере. В OTBOдящем патрубке устанавливается ламинарный режим истечения. В трубке 5 формируется давление, близкое к давлению Ро, вследствие малых потерь на расстояние от отверстия отводящего патрубка до отверстия трубки 5.

При наличии кислорода за счет термомагнитной конвекции во вращающихся неоднородных магнитном и тепловом полях частицы газа также преобразуют вращательное движение в камере. При перемещении частичек вращающегося газа от периферии к центру камеры их угловая скорость будет возрастать в соответствии с законом сохранения количества давления. В отводящем патрубке произойдет турбулизация газового потока, в приемной трубке давление резко уменьшится за счет смены режима газового потока, особенно на участке между отверстием отводящего патрубка камеры и входным отверстием трубки 5. По величине давления в трубке можно судить о концентрации кислорода в исследуемой газовой смеси.

Синхропно вращающиеся магнитное и тепловое поля устраняют тепловую конвекцию от сил гравитации, а многократное вращательное их воздействие на анализируемую кислородсодержащую газовую смесь усиливает термомагнитную конвекцию. Сдвиг окон диска 9 относительно магнитных полюсов в сторону вращения обеспечивает сдвиг максимальных значений теплового и магнитного полей, что приводит к увеличению температурного градиента и к усилению термомагнитной конвекции. Увлажнение исследуемого газа парами воды осуществляется с целью эффективности нагрева исследуемой газовой смеси инфракрасными лучами.

В качестве источника инфракрасных лучей для космических объектов целесообразно использовать естественные источники излучения, например Солнце.

Меняя скорость вращения магнитного и теплового полей, можно переводить газоанализатор с одного диапазона измерения на другой, что позволит применять его при многопредельном измерении газового состава в системах жизнеобеспечения.

Отсутствие электронной аппаратуры обусловливает высокую надежность работы предлагаемого газоанализатора при длительных орбитальных полетах.

Предмет изобретения

1. Термомагнитный газоанализатор, содержащий цилиндрическую камеру для прохода анализируемой смеси, расположенную соосно камере с возможностью вращения обойму, на которой установлены полюсные магнитные наконечники, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, одно из оснований камеры выполнено из прозрачного для инфракрасных лучей материала,,параллельно этому основанию на обойме установлен непрозрачный диск, в котором выполнены окна, предпочтительно перед магнитными наконечниками, в направлении их вращения.

2. Газоанализатор по п. 1, отличающийся тем, что боковая стенка камеры выполнена перфорированной, а отводящий патрубок установлен в центре одного из ее оснований.

ЗИ 017

Риг. 1

Риг 2

Составитель Н. Преображенская

Техред Т. Курилко Корректоры: Е. Миронова и Е. Михеева

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2042/10 Изд. № 554 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4 5