[go: up one dir, main page]

RU2536092C1 - Device to observe gas medium moving in channel - Google Patents

Device to observe gas medium moving in channel Download PDF

Info

Publication number
RU2536092C1
RU2536092C1 RU2013135805/28A RU2013135805A RU2536092C1 RU 2536092 C1 RU2536092 C1 RU 2536092C1 RU 2013135805/28 A RU2013135805/28 A RU 2013135805/28A RU 2013135805 A RU2013135805 A RU 2013135805A RU 2536092 C1 RU2536092 C1 RU 2536092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas medium
working channel
substance
window
cavity
Prior art date
Application number
RU2013135805/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Валерьевич Андреев
Сергей Викторович Григорович
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Priority to RU2013135805/28A priority Critical patent/RU2536092C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536092C1 publication Critical patent/RU2536092C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.SUBSTANCE: device to observe gas medium moving in a working channel, including finely dispersed particles of a substance, comprises a window from optically transparent material, structurally connected to the working channel to ensure possibility of monitoring over motion of gas medium. Besides, the window is located outside the working channel to create a cavity that directly communicates to the inner volume of this channel and is connected to it by a drainage pipeline, providing for maintenance of static pressure in the cavity equal to or exceeding static pressure in the moving gas medium. At the same time the drainage pipeline is equipped with a facility that excludes ingress of finely dispersed particles of the substance into the cavity between the window and the working channel. Besides, the facility providing for elimination of substance particles ingress into the cavity between the window and the working channel, may be the following depending on the physical condition of the gas medium: if gas medium containing finely dispersed particles is chemically neutral, a filter may be used. And when gas medium comprises finely dispersed particles in the form of saturated vapours of the substance, a condenser may be used.EFFECT: provision of possibility to observe moving gas medium, containing finely dispersed particles of a substance, without effect of condensation at optical elements of observation devices.3 cl, 1 dwg

Description

Устройство относится к области измерительной техники, а именно к средствам наблюдения движущихся газовых потоков, содержащих мелкодисперсные частицы вещества, и может быть использовано при контроле параметров потоков газовых сред.The device relates to the field of measurement technology, namely to means for observing moving gas streams containing fine particles of matter, and can be used to control the parameters of the flow of gas media.

Известно используемое в составе лазера на парах химических элементов (патент РФ 2170999, опубл. 20.07.2001 [1]), выполняющее функцию окна для наблюдения за заключенной в замкнутом объеме неподвижной газовой средой зеркало, с целью защиты которого от конденсации паров химических элементов использована установленная перед ним в газовой среде ловушка-сепаратор.It is known that it is used as a part of a laser based on a vapor of chemical elements (RF patent 2170999, publ. July 20, 2001 [1]), which acts as a window for observing a mirror enclosed in a closed volume of a stationary gas medium, in order to protect which from condensation of chemical element vapors an installed in front of him in a gas environment is a trap separator.

Недостаток данного устройства состоит в том, что при необходимости наблюдения за движущимся потоком газовой среды возможности ловушки-сепаратора ограничены.The disadvantage of this device is that, if necessary, to monitor the moving flow of a gaseous medium, the capabilities of the trap-separator are limited.

Известно устройство для определения концентрации частиц вещества в потоке газа (заявка на изобретение РФ 94021135, опубликовано 27.06.1996 [2]), где средством наблюдения за потоком пылегазовой среды (окном) служит защитное стекло из кварца (оптически прозрачного материала), конструктивно связанное с рабочим каналом с обеспечением возможности контроля за движением газовой среды.A device is known for determining the concentration of particles of a substance in a gas stream (application for invention of the Russian Federation 94021135, published on June 27, 1996 [2]), where a protective glass made of quartz (an optically transparent material) structurally associated with is used as a means of monitoring the dust and gas medium flow (window); working channel with the ability to control the movement of the gas medium.

Недостаток данного устройства состоит в том, что при необходимости наблюдения за движущейся газовой средой, содержащей мелкодисперсные частицы вещества, процесс конденсации на окне затруднит, сделает некорректным или невозможным проведение необходимых наблюдений и измерений.The disadvantage of this device is that if it is necessary to monitor a moving gas medium containing fine particles of a substance, the condensation process on the window will make it difficult or impossible to make the necessary observations and measurements.

Проблема контроля параметров газовых сред, содержащих мелкодисперсные частицы вещества актуальна, например, в связи с развитием направления лазерной техники - лазеров на парах щелочных металлов.The problem of controlling the parameters of gaseous media containing fine particles of matter is relevant, for example, in connection with the development of the direction of laser technology - alkali metal vapor lasers.

Технический результат состоит в обеспечении возможности наблюдения за движущейся газовой средой, содержащей мелкодисперсные частицы вещества, без влияния конденсации на оптические элементы устройств наблюдения.The technical result consists in making it possible to observe a moving gas medium containing fine particles of a substance without the effect of condensation on the optical elements of the observation devices.

Данный технический результат достигается за счет того, что в отличие от известного устройства наблюдения за движущейся по рабочему каналу газовой средой, включающей мелкодисперсные частицы вещества, содержащего окно из оптически прозрачного материала, конструктивно связанное с рабочим каналом с обеспечением возможности контроля за движением газовой среды, в предложенном устройстве окно расположено вне рабочего канала с образованием полости, сообщающейся непосредственно с внутренним объемом этого канала и соединенной с ним дренажным трубопроводом, обеспечивающим поддержание статического давления в полости равным или превышающим статическое давление в движущейся газовой среде, причем дренажный трубопровод оснащен средством, исключающим попадание мелкодисперсных частиц вещества в полость между окном и рабочим каналом.This technical result is achieved due to the fact that, in contrast to the known device for monitoring a gas medium moving along a working channel, including finely divided particles of a substance containing a window of optically transparent material, structurally connected to the working channel with the possibility of monitoring the movement of the gas medium, the proposed device, the window is located outside the working channel with the formation of a cavity that communicates directly with the internal volume of this channel and the drainage connected to it m pipeline, ensuring that the static pressure in the cavity is equal to or greater than the static pressure in a moving gas medium, and the drainage pipe is equipped with a means to prevent the ingress of fine particles of matter into the cavity between the window and the working channel.

Кроме того, в качестве средства, обеспечивающего исключение попадания частиц вещества в полость между окном и рабочим каналом, могут быть использованы в зависимости от физического состояния газовой среды: в случае когда газовая среда, содержащая мелкодисперсные частицы, химически нейтральна, может быть использован фильтр, а в случае когда газовая среда содержит мелкодисперсные частицы в виде насыщенных паров вещества, может быть использован конденсатор.In addition, as a means of eliminating the ingress of particles of matter into the cavity between the window and the working channel, they can be used depending on the physical state of the gas medium: in the case when the gas medium containing fine particles is chemically neutral, a filter can be used, and in the case where the gaseous medium contains fine particles in the form of saturated vapor of a substance, a capacitor can be used.

То есть в устройстве для определения концентрации частиц в потоке газа [2] оптические элементы находятся непосредственно в рабочем канале с газовой средой и не существует системы защиты от конденсации паров мелкодисперсных частиц на оптических элементах, а влияние конденсации на измерения исключается за счет устройства калибровки.That is, in the device for determining the concentration of particles in the gas stream [2], the optical elements are located directly in the working channel with the gas medium and there is no protection system against condensation of vapors of fine particles on the optical elements, and the effect of condensation on the measurements is eliminated by the calibration device.

Дренажный трубопровод введен и встроен во внутренний объем рабочего канала таким образом, что происходит отбор динамического давления в рабочем канале с наблюдаемой газовой средой в статическое давление в образовавшейся полости, что приводит к возникновению давления в полости, равного или превышающего давление в рабочем канале. Соблюдение этого соотношения по давлениям в сочетании с использованием в дренажном канале средства, исключающего попадание мелкодисперсных частиц из рабочего канала (и, как следствие, дренажного трубопровода) в полость между конструктивно связанными заявляемым образом окном и рабочим каналом (полость чистая от частиц), и создает условия, препятствующие возникновению конденсации на окне.A drainage pipe is introduced and integrated into the internal volume of the working channel in such a way that the dynamic pressure in the working channel with the observed gas medium is drawn into the static pressure in the formed cavity, which leads to a pressure in the cavity equal to or greater than the pressure in the working channel. Compliance with this pressure ratio in combination with the use of a means in the drainage channel that excludes the ingress of fine particles from the working channel (and, as a result, the drainage pipe) into the cavity between the window structurally connected by the claimed method and the working channel (the cavity is clean of particles), and creates conditions that prevent condensation from appearing on the window.

На фиг. представлена функциональная схема устройства.In FIG. Functional diagram of the device is presented.

Устройство содержит образующие полость, сообщающуюся с рабочим каналом, оправу (1), встроенную в рабочий канал (3) с одной стороны, и с другой стороны герметично установленную на оправе вне рабочего канала оптически прозрачную подложку (2) (окно). Оправа соединена с рабочим каналом (3), по которому движется исследуемая газовая среда, дренажным трубопроводом (4). Дренажный трубопровод снабжен средством (5), обеспечивающим исключение попадания вещества в полость между окном (2) и рабочим каналом (3). Таким образом, наблюдение за газовой средой осуществлено через оптически прозрачные окна, т.к. исключено образование конденсата на них.The device contains forming a cavity communicating with the working channel, a frame (1) integrated into the working channel (3) on the one hand, and on the other hand an optically transparent substrate (2) (window) sealed on the frame outside the working channel. The frame is connected to the working channel (3), through which the studied gas medium moves, by a drainage pipe (4). The drainage pipeline is equipped with a means (5), which ensures that the substance does not enter the cavity between the window (2) and the working channel (3). Thus, the observation of the gaseous medium was carried out through optically transparent windows, because condensation on them is excluded.

В конкретном воплощении с достижением заявленного технического результата в качестве наблюдаемой газовой среды с мелкодисперсными частицами вещества использован гелий с парами щелочного металла. Элементы устройства выполнены из нержавеющей стали, меди (1, 4, 5) и кварца (2). Средством, обеспечивающим исключение попадания паров щелочного металла из дренажного трубопровода в полость между окном и рабочим каналом, является конденсатор.In a specific embodiment, with the achievement of the claimed technical result, helium with alkali metal vapors is used as the observed gaseous medium with fine particles of the substance. Elements of the device are made of stainless steel, copper (1, 4, 5) and quartz (2). A means for eliminating the ingress of alkali metal vapor from the drainage pipe into the cavity between the window and the working channel is a capacitor.

Устройство работает следующим образом. По каналу (3) движется газовая среда, содержащая пары химических веществ, имеющая общее давление РОБЩ.0, определяемое соотношением:The device operates as follows. Channel (3) moves a gaseous medium containing vapors of chemicals having a total pressure P GENERAL 0 , defined by the ratio:

РОБЩ.0СТАТ.0ДИН.0,P TOTAL 0 = P STAT. 0 + P DIN.0 ,

где РСТАТ.0 - статическое давление в рабочем канале, РДИН.0 - динамическое давление в дренажном трубопроводе на входе. Вход дренажного трубопровода (4) установлен навстречу направлению потока газовой смеси. Динамическое давление РДИН.0 создает напор РДИН.1 в дренажном трубопроводе на входе. Геометрия дренажного трубопровода на входе рассчитывается таким образом, чтобы напор давления РДИН.1 создавал дополнительное давление РСТАТ.1 в полости, образованной посредством оправы (1), между окном (2) и рабочим каналом (3) такое, чтобы выполнялось следующее условие:where P STAT.0 is the static pressure in the working channel, P DIN.0 is the dynamic pressure in the drainage pipe at the inlet. The inlet of the drainage pipeline (4) is installed towards the direction of the gas mixture flow. Dynamic pressure P DIN 0 creates a pressure head P DIN 1 in the drainage pipe at the inlet. The geometry of the drainage pipeline at the inlet is calculated so that the pressure head P DIN.1 creates additional pressure P STAT.1 in the cavity formed by the frame (1) between the window (2) and the working channel (3) so that the following condition is met :

РСТАТ.1≥РСТАТ.0 P STAT. 1 ≥P STAT. 0

При выполнении данного условия пары химических элементов не будут проникать в полость между окном (2) и рабочим каналом (3), что исключит их конденсацию на оптически прозрачных окнах и, следовательно, позволит обеспечить возможность наблюдения за движущейся газовой средой, содержащей мелкодисперсные частицы вещества, без влияния конденсации на оптические элементы устройств наблюдения.When this condition is met, pairs of chemical elements will not penetrate into the cavity between the window (2) and the working channel (3), which will exclude their condensation on optically transparent windows and, therefore, will make it possible to observe a moving gas medium containing fine particles of matter, without the effect of condensation on the optical elements of surveillance devices.

Claims (3)

1. Устройство наблюдения за движущейся по рабочему каналу газовой средой, включающей мелкодисперсные частицы вещества, содержащее окно из оптически прозрачного материала, конструктивно связанное с рабочим каналом с обеспечением возможности контроля за движением газовой среды, отличающееся тем, что окно расположено вне рабочего канала с образованием полости, сообщающейся непосредственно с внутренним объемом этого канала и соединенной с ним дренажным трубопроводом, обеспечивающим поддержание статического давления в полости равным или превышающим статическое давление в движущейся газовой среде, причем дренажный трубопровод оснащен средством, исключающим попадание мелкодисперсных частиц вещества в полость между окном и рабочим каналом.1. A device for monitoring a gas medium moving along a working channel, including fine particles of a substance, containing a window of optically transparent material, structurally connected with the working channel with the possibility of monitoring the movement of the gas medium, characterized in that the window is located outside the working channel with the formation of a cavity communicating directly with the internal volume of this channel and connected to it by a drainage pipe, ensuring the maintenance of static pressure in the cavity equal to sludge higher than the static pressure in the moving gas environment, wherein the drain pipe is equipped with means for precluding penetration of fine particulate material into the cavity between the window and a working channel. 2. Устройство наблюдения по п.1, отличающееся тем, что в качестве средства использован фильтр.2. The monitoring device according to claim 1, characterized in that a filter is used as a means. 3. Устройство наблюдения по п.1, отличающееся тем, что в качестве средства использован конденсатор. 3. The monitoring device according to claim 1, characterized in that a capacitor is used as a means.
RU2013135805/28A 2013-07-30 2013-07-30 Device to observe gas medium moving in channel RU2536092C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013135805/28A RU2536092C1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Device to observe gas medium moving in channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013135805/28A RU2536092C1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Device to observe gas medium moving in channel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536092C1 true RU2536092C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013135805/28A RU2536092C1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Device to observe gas medium moving in channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536092C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721470A1 (en) * 1989-08-08 1992-03-23 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Device for estimating gas content in liquid media
SU1725092A1 (en) * 1989-08-01 1992-04-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Деревообрабатывающей Промышленности Device for sampling moving particles in gas medium
EP2092295A2 (en) * 2006-12-15 2009-08-26 Pollack Laboratories, Inc. Vision analysis system for a process vessel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1725092A1 (en) * 1989-08-01 1992-04-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Деревообрабатывающей Промышленности Device for sampling moving particles in gas medium
SU1721470A1 (en) * 1989-08-08 1992-03-23 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Device for estimating gas content in liquid media
EP2092295A2 (en) * 2006-12-15 2009-08-26 Pollack Laboratories, Inc. Vision analysis system for a process vessel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3186628B1 (en) Sensor system and sensing method
EP2612126A1 (en) Leak detector
RU2015133202A (en) OPTICAL CHEMICAL ANALYZER AND LIQUID DEPTH SENSOR
ATE511128T1 (en) STATISTICAL PROCESSING METHODS FOR DETECTING ANORMAL SITUATIONS
RU2008116681A (en) ANEMOBAROKLINOMETRIC MONITORING SYSTEM FOR AIRCRAFT
WO2015138695A3 (en) Filter and blower geometry for particle sampler
CA2673406A1 (en) Online sensor for monitoring chemical contaminations in hydraulic fluids
Leys et al. Mesoscale phenomena in solutions of 3-methylpyridine, heavy water, and an antagonistic salt
US20100252451A1 (en) Gas monitor
ITRM20060454A1 (en) EQUIPMENT AND ENVIRONMENTAL MONITORING METHOD
EP2500712A3 (en) Gas concentration measuring apparatus
FR3059430B1 (en) METHOD FOR OPERATING AND / OR MONITORING AN AQUIFER COMPRISING AT LEAST ONE DISSOLVED GAS
RU2536092C1 (en) Device to observe gas medium moving in channel
US10352848B2 (en) Gas detection using gas modulation
Bhavsar et al. Fibre optic sensor to detect heavy metal pollutants in water environments
WO2015035148A3 (en) Liquid-free sample traps and analytical method for measuring trace level acidic and basic amc
EP3438637B1 (en) System having pre-separation unit
Chan et al. Iodine absorption filters for Doppler global velocimetry
EP3069124B1 (en) Evaporation system comprising a device and method for recognizing the development of foam
CN113588176A (en) Infrared imaging system for volatile gas monitoring
GB2471631A (en) Differential mobility spectrometer and operating method therefor
Hsu et al. Improved sampling efficiency of volatile halomethoxybenzenes and persistent organic pollutants reveals increasing concentrations in Canadian air
Feng et al. Evaluation and applications of a gaseous mercuric chloride source
RU2631013C1 (en) Method of expressive determination of protective properties of air-protective materials on chemical substances under various mass-exchange conditions
SG10201706295QA (en) A Method and A Device for Measuring Gas Dissociation Degrees with an Optical Spectrometer