4.1. Технические данные

Диапазон преобразования концентрации паров этилового спирта в паро-газовой смеси от 0 до 400 мг/м³, считываемых по шкале встроенного микроамперметра и переводной табл.1, где значение концентраций получены делением показаний микроамперметра на пересчетный коэффициент 0,25, соответствующий номинальному значению коэффициента преобразования прибора.

Таблица 1.

Показатели микроамперметра, мкА	Значение C2H5OH, мг/м3
0 20 40 60 80 100	0 80 160 240 320 400

Относительное среднее квадратическое отклонение показаний в любой контрольной точке шкалы прибора не должно превышать 8 %. Коэффициент преобразования прибора должен находиться в пределах (0,25±0,03) мкА/(мг/м³).

Продолжительность анализа не более 120 с без учета времени подготовки прибора.

Габаритные размеры не более 317 х 150 х 415 мм.

Мощность, потребляемая от сети, не более 90 В.А.

Масса прибора не более 13 кг

Продолжительность прогрева прибора в рабочем диапазоне температур (от 10 до 30°С ) не более 45 мин.

Прибор в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений:

1. транспортную тряску с ускорением 30 м/с² при частоте ударов от 80 до 120 в минуту;

2. воздействие температуры от минус 35 до плюс 50°С;

3. воздействие относительной влажности. 95% при температуре до 35°С.

4.2. Устройство и работа прибора

Прибор состоит из устройств пробоотбора воздушной пробы, реакционной камеры, программного устройства, блока усилителя, блока стабилизированного электропитания, платы управления, устройства индикации (стрелочный прибор) помещенных в одном общем кожухе.

.Принцип действия прибора - терхимический с каталитическим сжиганием на чувствительном элементе исследуемого компонента, предварительно накопленного на гранулированном адсорбенте, в качестве которого использована активная окись алюминия.

Принципиальная газовая схема прибора приведена на рис.2 в состав которой входят:

входной мундштук (поз.1) с влагоотделителем (поз.2), исключа­ющим частичное, проникновение влаги или механическим примесей в газовой канал;

Рис. 2. Схема газовая принципиальная

1 - входной мундштук; 2 – влагоотделитель; 3 - обогреваемый воздуховод; 4 -сопротивлекие-капилляр; 5 - электроклапан входной; 6 - обратный клапан; 7 – сильфон; 8 – груз; 9 – дозатор; 10 – микропереключатель; 11 - электропривод клапанов; 12 -электроклапан входной; 13 – дроссель; 14 - электрическая спираль; 15 – сорбент; 16 – реакционная камера; 17, 18 – чувствительные элементы; 19 – камера первичного пробоотбора.

камера первичного пробоотбора (поз.19), предназначенная для сброса первых 300 см³ анализируемого воздуха с целью обеспечения представительности пробы;

дозатор (поз.9), состоящий из сильфона (поз.7) и цилиндра, служащий для дозировки анализируемой пробы. Ввод газовой смеси в дозатор осуществляется через обратный клапан (поз.6) и электро­клапан (поз.5). Выход пробы производится через дроссель (поз.13) и электроклапан (поз.12) при сжимании резинового сильфона под действием груза (поз.8);

реакционная камера (поз.16), в которой находится нагреваемый с помощью электрической спирали (поз.14) сорбент (поз.15), а также чувствительные элементы (псз.17) и (поз.18), один из которых является сравнительным, а другой - рабочим;

электропривод (поз.11), служащий для попеременного перекры­тия входного (поз.5) и выходного (поз.12) клапанов;

сопротивление-капилляр (поз.4), обеспечивающее последова­тельное наполнение анализируемым воздухом камеры первичного пробоотбора (поз.19) и дозатора ( поз.9);

обогреваемый воздуховод (поз.3), соединяющий влагоотделитель (поз.2) с сопротивлением-капилляром (поз.4);

микропереключателя (поз.10), замыкание контактов которого происходит при максимальном поднятии груза (поз.8), т.е. при полном заполнении дозатора (поз.9)

Для подачи анализируемого воздуха в реакционную камеру и ее продува последняя соединена с дозатором (поз.9) и имеет выход а атмосферу, как показано на рис.2, кроме того реакционная камера соединена с нерабочим объемом дозатора, чем обеспечивается охлаждение ячейки с сорбентом воздухом, вытесняемым из верхней части дозатора при подъеме сильфона.

Дальнейшая последовательность работы прибора иллюстрируется приведенной на рис.3 циклограммой.

Рис. 3. Циклограмма включения функциональных элементов прибора

BI-B5 - микропереключатели программного устройства

Ml - электропривод программного устройства

ЭМ1- электропривод клапанов

Э1 - нагревательная спираль реакционной камеры

Сч - счетчик циклов

ИП - стрелочный прибор, микроамперметр

Временный интервал τ программного устройства начинается с момента замыкания микропереключателя В5, т.е. с момента заполнения сильфона дозатора анализируемым воздухом. При этом запускается электропривод Ml программного устройства и срабатывает электропри­вод клапанов ЭМ1, перекрывающий входной клапан (поз.5) и открыва­ющий клапан (поз.12), через который происходит подача отобранной дозы в реакционную камеру.

После вытеснения из сильфона анализируемого воздуха, происхо­дящего за время τ₁. программное устройство включает микропереклю­чатель В2 и начинается второй интервал работы прибора. При этом электропривод ЭМ1 перекрывает канал подачи газовой пробы в реакционную камеру из дозатора и включатся электронагреватель сорбента Э1. Через интервал времени τ₂ программное устройство включает микропереключатель В3, подключая тем самым к электричес­кой схеме показывающей стрелочный прибор ИП, и начинается третий временный интервал τ₃.

Конвекционный поток, возникающий под тепловым воздействием, переносит адсорбированные на гранулах окиси алюминия пары этило­вого спирта на нагретые чувствительные элементы. При сгорании эталона изменится сопротивление рабочего термочувствительного эле­мента, которое приводит к разбалансу электрического моста, пропорционального количеству сгоревшего паров спирта. Сигнал разбаланса усиливается и преобразуется в электрический ток, величина которого определяется по стрелочному прибору ИП.

При срабатывании микропереключателя В4 включается счетчик количества анализов Сч. ведущий учет рабочих циклов с нарастающим итогом.

При срабатывании микропереключателя В2 отключается двигатель программного устройства. Прибор автоматически возвращается в исходное состояние.

ПРИМЕЧАНИЕ: Интервалы времени τ_1, τ_2, τ₃ даны ориентировочно.

Реализация указанной циклограммы осуществляется электричес­кой функциональной схемой, приведенной на рис.4.

Рис. 4. Схема электрическая функциональная

С подключением схемы к источнику напряжения 220 В, 50 Гц на­чинается прогрев реакционной камеры посредством встроенных в нее элементов 32. При достижении температуры, 5°С срабатывает термо­контактор Рт2, замыкающий Р1/ПЛ, которое своими контактами разры­вает цепь питания Э2 и сигнальной лампы ПРОГРЕВ. В случае перегре­ва камеры (отказ в работе РТ2), т.е. при достижении температу­ры 64°С срабатывает термоконтактор PTI, коммутирующий цепь сиг­нальной лампы Л5. В этом случае прибор не пригоден к эксплуатации.

При подаче на вход газового тракта анализируемой газовой смеси и заполнении пробоотборного устройства этой смесью сраба­тывает микропереключатель В5, который через пусковое устройство ПУ выключает цепь электропривода программного устройства Ml. При вращении толкатель электропривода Ml последовательно коммутирует цепи микропереключателей BI-B4, вызывая срабатывание соответствую­щих исполнительных элементов.

Одновременно с запуском электропривода Ml включается электро­привод клапанов ЭМ1, перекрывавший входной канал газового тракта, и сигнальная лампа ДОЗА-Л4.

При включении микропереключателя В2 коммутируется цепь реле Р2/ПЛ, которое своими контактными группами выполняет следующие операции:

включает цепь нагревательной спирали Э1 реакционной камеры;

отключает цепь электропривода ЭМ1.

При выключении микропереключателя ВЗ коммутируется цепь реле PI/ВУ, которое самоблокируясь подключает сигнальную цепь АНАЛИЗ и прибор ИП к усилителю, т.е. в этот момент по стрелочному прибору ИП снимают визуально результат проведенного анализа.

Очистка газового тракта прибора после цикла работы на смеси осуществляется окружающим воздухом с помощью резиновых мехов или микрокомпрессора КМ, подключаемого кнопкой Кн, через контакты реле P1 к обмотке трансформатора 24 В. При заполнении сильфона и срабатывание микропереключателя В5 микрокомпрессор автоматически отключается.

Измерительный мост ИМ состоит из термочувствительных элементов (рабочего и сравнительного), помещенных в единую реакци­онную камеру. Установка нулевого разбаланса измерительного моста осуществляется с помощью потенциометра, выведенного на правую боковую сторону прибора, при продувке прибора атмосферным воздухом.

Сигнал разбаланса измерительного моста усиливается усилителем с предварительной модуляцией и последующей демодуляцией сигнала, который преобразуется в постоянный ток и подается на стрелочный измерительный прибор ИП. Собственно усилитель выполнен в модульном исполнении и охвачен глубокой отрицательной обратной связью.

Блоки стабилизации БС-1 и БС-2, собранные по схеме стати­ческого стабилизатора напряжения, соответственно предназначены: первый для питания нагревательной спирали Э1 реакционной камеры и электропривода Ml программного устройства, второй - для питания измерительного моста.

Прибор собран в едином корпусе УТК

На переднюю панель прибора внесены:

шкала стрелочного прибора (ИП);

счетчик циклов (Сч)

сигнальный фонарь красного цвета (Л5) ПЕРЕГРЕВ

сигнальные фонари: ПРОГРЕВ (Л3), ДОЗА (Л4) АНАЛИЗ (Л-2) ;

прозрачное окно, через которое наблюдается заполнение анали­зируемым воздухом камеры предварительного отбора пробы. Окно и сильфон подсвечиваются при включении прибора в сеть (Л1).

На правую боковую панель вынесены:

отверстие для подсоединения подогреваемого воздуховода;

разъем для подключения подогрева воздуховода;

отверстие (закрываемое винтом) для доступа к оси со шлицом для регулировки масштаба шкалы (регулировка чувствительности преобразователя "спирт-ток");

орган регулировки нуля;

кнопка включения микрокомпрессора.

На заднюю панель прибора вынесены:

кабель питающий сети 220 В, 50 Гц;

тумблер включения сетевого питания;

тумблер переключения микроамперметра;

предохранители;

клемма подключения заземления прибора;

розетка и штуцер для подключения микрокомпрессора;

розетка для проверки микроамперметра.