SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DEL AIRE QUE PRESENTA UNA TUBERÍA CON UNA SUPERFICIE INTERIOR CONDUCTORA ELÉCTRICAMENTE PARA TRANSPORTAR LAS MUESTRAS DE AIRE.
Sistema de muestreo de aire (100, 700, 800, 1000, 1300) que comprende:
un juego de sensores (107, 702, 1002, 1304) para medir por lo menos una característica de una muestra de aire; unas válvulas de admisión de aire (103, 1003, 1302) para conmutar las muestras de aire; y una tubería (105, 1500, 1600) acoplada a las válvulas de admisión de aire y una pluralidad de puntos terminales desde los cuales se obtienen y se transportan las muestras de aire a través de la tubería hasta el juego de sensores, caracterizado porque por lo menos una parte de la tubería incluye una capa interior conductora eléctricamente (1503, 1602) para el contacto con las muestras de aire, que presentan unos nanotubos de carbono (1501) en un material huésped (1502), de modo que la combinación del material huésped y los nanotubos de carbono minimiza la adsorción, la desorción o la liberación de gases de las muestras de aire.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/021218.
Solicitante: AIRCUITY INCORPORATED.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 39 CHAPEL STREET NEWTON, MA 02458 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
G01N1/22FISICA. › G01METROLOGIA; ENSAYOS. › G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 1/00 Muestreo; Preparación de muestras para la investigación (manipulación de materiales para un análisis automático G01N 35/00). › en estado gaseoso.
G01N1/26G01N 1/00 […] › con medidas tomadas por aspiración a partir de varios emplazamientos.
Sistema de monitorización del aire que presenta una tubería con una superficie interior conductora eléctricamente para transportar las muestras de aire. Campo de la invención La presente invención se refiere globalmente al muestreo de aire y, más particularmente, a sistemas para medir las características del aire. Antecedentes de la invención Como es conocido en la técnica, existen diversas aplicaciones en las que el aire es transportado a través de un tubo o una tubería para su muestreo o medición. Por ejemplo, un sistema de medición de la calidad del aire puede presentar sensores remotamente colocados en lugar de en el entorno detectado. Además, un sensor puede ser utilizado para detectar diversas ubicaciones. Para los sistemas de este tipo, pueden ser utilizados múltiples tubos para desplazar las muestras de aire desde múltiples ubicaciones hasta un sensor o sensores centralizados. Los conmutadores de aire o válvulas de solenoide ubicados centralmente pueden ser utilizados en estos planteamientos para conmutar secuencialmente el aire desde estas ubicaciones a través de los diferentes tubos hacia el sensor para medir el aire a partir de múltiples ubicaciones remotas. Estos sistemas a modo de pulpo o configurados en estrella utilizan considerables cantidades de tubería. Otro sistema de muestreo de múltiples ubicaciones conocido como un sistema de muestreo del aire en red utiliza un tubo de "columna vertebral" central con ramificaciones que se extienden a las diversas ubicaciones. Los solenoides de aire pueden estar remotamente ubicados próximos a las múltiples ubicaciones de muestreo. Los sistemas de muestreo del aire pueden incluir un muestreo de aire remoto o de múltiples ubicaciones a través de un tubo o tubería para el muestreo de ubicaciones en un edificio, el aire exterior o el muestreo del ambiente y el muestreo de chimeneas y chimeneas de aire de escape. Un sistema de muestreo del aire ejemplificativo se describe en la patente US nº 6.125.710. Como es conocido en la técnica, los sistemas de muestreo de aire pueden utilizar diversos tipos de tuberías para transmitir muestras de aire o "paquetes" al sensor apropiado. Un tipo de tubería es la tubería de teflón. Sin embargo, la tubería de teflón es relativamente cara y tiene ciertas características de transporte de partículas indeseables, tal como que es un poco conductora y tiende a establecer una carga a medida que la muestra de aire pasa a través de un tubo de un material de este tipo resultando en una deposición electrostática incrementada de materia en partículas desde la corriente del flujo. La tubería de polietileno de baja o de alta densidad (LDPE o HDPE), que es menos cara que la tubería de teflón, ha sido utilizada con un éxito limitado. Aunque buena para la detección de CO2 de la calidad del aire interior, la tuberíade LDPE o HDPE absorbe y desorbe compuestos orgánicos volátiles (VOC) que conducen a resultados de detección imprecisos. Este tipo de tubería resulta asimismo poco conductora para aplicaciones de detección de partículas puesto que el plástico es poco conductor eléctricamente y puede mantener una carga que resulte en unas propiedades de transporte relativamente escasas como resultado de la deposición electrostática. Algunos tipos de tubería de plástico pueden ser utilizados para transportar partículas. Por ejemplo, un tipo de tubería de plástico que es conocido como tubería "Bev-A-Line XX" fabricado por Thermoplastic Processes, Inc. de Stirling, NJ, puede ser utilizado para realizar muestreo de aire con rendimientos del transporte de partículas que son una mejora sobre los posibles con tubería de polietileno. Sin embargo, la tubería "Bev-A-Line XX" es bastante cara y absorbe los VOC. De forma similar la tubería de silicona a veces está impregnada de grandes cantidades de negro de humo de gas natural (en forma de polvo de carbón no elemental muy disperso) para crear una tubería de silicona conductora para transportar partículas. Por ejemplo, TSI, Inc., fabrica diversas tuberías de silicona conductoras de diversos tamaños tal como su número de pieza 3001789, el cual tiene un diámetro interior de 0,31 pulgadas y un diámetro exterior de 0,375 pulgadas. Esta tubería se utiliza típicamente en la investigación de aerosoles para transportar partículas de aerosol a instrumentos portátiles. Sin embargo, la tubería de silicona conductora también absorbe y desorbe los VOC. También la silicona ataca específicamente y compromete el funcionamiento de los sensores de compuesto orgánico volátil total (TVOC) de semiconductor de óxido de metal del tipo que son utilizados comúnmente para medir el nivel de los VOC en muestras de aire. Mientras cierta tubería de metal puede tener propiedades deseables para el transporte de muestras de aire, las opciones de tubería de metal conocidas pueden presentar ciertas desventajas. Por ejemplo, alguna tubería de metal es rígida encareciendo su instalación, debido al trabajo que implica ese proceso. Mientras que otra tubería de metal puede ser deformable de modo que facilite la instalación, las características del metal no son muy adecuadas para las aplicaciones de muestreo de aire. Una tubería conocida fabricada por Synflex de Mantua OH, una división de Saint-Gobain Performance Plastics, incluye un tubo de polietileno revestido de aluminio (tipo Synflex 1300, anteriormente conocido como Dekabon) para proporcionar un tubo de plástico más resistente con una resistencia a la rotura y un valor límite de la presión más elevados para aplicaciones neumáticas de alta presión. El revestimiento interior de aluminio está también cubierto con un adhesivo para ayudar a la unión de tubería interior de aluminio junto con la camisa de plástico exterior. También tiene un recubrimiento de plástico en la parte interior del tubo para una resistencia química añadida. Sin embargo, una configuración del tubo de este tipo es indeseable para utilizarla 2 como un medio para el muestreo de aire. El recubrimiento interior atrae y atrapa partículas y absorbe los VOC. Además, incluso aunque no se utilizara el recubrimiento, el aluminio es reactivo con muchos contaminantes interiores. Debido a su naturaleza reactiva, la tubería de aluminio no proporcionaría unas prestaciones precisas y fiables como una tubería para el muestreo de aire. Además, la superficie de aluminio tiene una afinidad a oxidarse con el paso del tiempo cuando está expuesta a las condiciones del aire ambiental. La superficie de oxidación aumenta la rugosidad del interior del tubo y puede resultar en la liberación de materia en partículas en forma de óxido de aluminio, el cual puede tener un impacto no despreciable en una concentración determinada de materia en partículas que son muestreadas a través del transporte a través de la tubería. Sumario de la invención La invención se define en las reivindicaciones independientes a las cuales se debe hacer referencia. Características ventajosas se establecen en las reivindicaciones dependientes. La presente invención proporciona una estructura de tubería que es muy adecuada para el transporte de muestras de aire en un sistema de monitorización del aire. Breve descripción de los dibujos La invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada siguiente haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que: La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de muestreo de aire que presenta una tubería; La figura 1A es un diagrama de bloques que muestra otros detalles del sistema de la figura 1; La figura 2 es una representación esquemática de la tubería compuesto; La figura 2A es una descripción esquemática de la tubería compuesta que presenta flexibilidad deplegado, La figura 3A es una representación esquemática que una forma de realización adicional de una tubería compuesta; La figura 3B es una vista en sección transversal de una forma de realización de un revestimiento compuesto que puede ser utilizado para revestir la tubería de la figura 3A; La figura 4 es una representación esquemática de otra forma de realización de una tubería compuesta; La figura 5A es una vista en sección transversal del ancho de otra forma de realización de una tubería compuesta; La figura 5B es una vista en sección transversal longitudinal de la tubería de la figura 5A; La figura 6A es una vista en sección transversal de un conjunto de cable estructurado que incluye una tubería compuesta; La figura 6B es una vista isométrica del conjunto de cable estructurado de la figura 6A; La figura 7 es un diagrama de bloques de un sistema de muestreo de aire provisto de una tubería compuesta; La figura 8 es un esquema que ilustra una forma de realización de un subsistema que puede ser aplicado al sistema de la figura 7 para optimizar su comportamiento; La figura 9 es una vista en sección... 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Reivindicaciones:
1. Sistema de muestreo de aire (100, 700, 800, 1000, 1300) que comprende: un juego de sensores (107, 702, 1002, 1304) para medir por lo menos una característica de una muestra de aire; unas válvulas de admisión de aire (103, 1003, 1302) para conmutar las muestras de aire; y una tubería (105, 1500, 1600) acoplada a las válvulas de admisión de aire y una pluralidad de puntos terminales desde los cuales se obtienen y se transportan las muestras de aire a través de la tubería hasta el juego de sensores, caracterizado porque por lo menos una parte de la tubería incluye una capa interior conductora eléctricamente (1503, 1602) para el contacto con las muestras de aire, que presentan unos nanotubos de carbono (1501) en un material huésped (1502), de modo que la combinación del material huésped y los nanotubos de carbono minimiza la adsorción, la desorción o la liberación de gases de las muestras de aire. 2. Sistema según la reivindicación 1, en el que la tubería no presenta capa exterior y únicamente la capa interior rodea el grosor entero de la pared del tubo. 3. Sistema según la reivindicación 1, en el que la tubería incluye una capa exterior que no contiene unas cantidades sustanciales de nanotubos de carbono. 4. Sistema según la reivindicación 1 en el que el material huésped es cargado con entre uno y seis por ciento en peso de nanotubos de carbono. 5. Sistema según la reivindicación 4, en el que el material huésped está realizado en un plástico de resina de fluoropolímero. 6. Sistema según la reivindicación 5, en el que el plástico de resina de fluoropolímero es un material a base de PVDF. 7. Sistema según la reivindicación 1, en el que los nanotubos de carbono son nanotubos de carbono de una sola pared. 8. Sistema según la reivindicación 1, en el que los nanotubos de carbono son nanotubos de carbono de paredes múltiples. 9. Sistema según la reivindicación 1, en el que la capa interior presenta un grosor en un intervalo desde aproximadamente 0,005 pulgadas (0,0127 cm) hasta aproximadamente 0,03 pulgadas (0,076 cm). 10. Sistema según la reivindicación 1, en el que el juego de sensores mide algún nivel de información sobre la cantidad de partículas en la muestra de aire y una o más de una medida de los VOC, del punto de rocío y del dióxido de carbono. 11. Sistema según la reivindicación 1, que incluye además por lo menos un conductor fijado a la tubería para proporcionar una o más de una señal, de una potencia y de una comunicación. 12. Sistema según la reivindicación 1, en el que la tubería forma parte de un conjunto de cable estructurado que incluye dos o más conductores. 13. Sistema según la reivindicación 1, en el que el juego de sensores incluye dos o más sensores de los parámetros del aire para medir las características múltiples de una muestra de aire. 14. Procedimiento de muestreo de aire que comprende: la obtención de una muestra de aire a partir de una primera ubicación por medio de unas válvulas de admisión de aire (103, 1003, 1302) y una pluralidad de puntos terminales; el transporte de la muestra de aire en una tubería (105, 1500, 1600) acoplada a las válvulas de admisión de aire y una pluralidad de puntos terminales hasta una segunda ubicación que presenta un juego de sensores, en el que por lo menos una parte de la tubería incluye una capa interior eléctricamente conductora (1503, 1602), para el contacto con las muestras de aire, que presenta nanotubos de carbono en un material huésped, la combinación del material huésped y los nanotubos de carbono minimiza la adsorción, la desorción y/o la liberación de gases de las muestras de aire; en la segunda ubicación, la medición de por lo menos una característica de la muestra de aire. 22 15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el juego de sensores incluye dos o más sensores de los parámetros del aire para medir las múltiples características de una muestra de aire. 23 24 26 27 28 29 31 32 33 34 36 37 38 39
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