Устройство для определения влаги в газах

Устройство для определения влаги в газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l7568l

Союз Соаетскиз

Социалистииескиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42i 19ю

Заявлено 14.Х1.1963 (№ 865556/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.Х.1965. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 21.XII.1965

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

MIIK G 01п

УДК 533.275.08(088.8) Авторы изобретения

P. И, Алексеев, В. И. Войтенко и Е. А. Токарская

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ В ГАЗАХ

Подписная группа № 171

Данное изобретение относится к кулонометрическим влагомерам.

Известно кулонометрическое устройство для определения влаги в газах. Датчик известного устройства выполнен в виде трубки, содержащей сердечник из тефлона. Сердечник имеет глубокую винтовую нарезку, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубки. Углубления нарезки образуют спиральный газопровод, по которому проходит анализируемый газ. По дну газопровода на сердечник бифилярно навиты две металлических спирали, являющиеся электродами.

Сердечник вместе с электродами покрывает гигроскопическая пленка (частично гидратированный фосфорный ангидрид), получаемая путем нанесения на сердечник водного раствора фосфорной кислоты с последующим удалением воды с помощью электролиза.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Тефлон является гидрофобным материалом, вследствие чего водный раствор фосфорной кислоты не образует на нем однородного слоя, а собирается каплями, что ведет к образованию неравномерной по толщине гигроскопической пленки. Неоднородность пленки нарушает плавность работы аппарата и увеличивает его инерционность.

Ввиду того, что попарные витки электродов разграничены тефлоновыми выступами, уменьшается полезная площадь сердечника, занятая электродами, и замедляется электролиз, так как последний происходит только между двумя параллельными витками, в то время как при отсутствии разграничительных выступов каждый электрод взаимодействовал бы с двумя соседними.

Гигроскопическая пленка на винтовых направляющих выступах затрудняет электролиз той части влаги, которая поглощена удаленными от электродов участкамп пленки, вследствие чего увеличивается как время подготовки датчика, так и его инерционность, Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что сердечник трубки датчика выполнен из молибденового стекла и имеет бифилярно расположенные желобки для электродов. Такое выполнение сердечника позволяет получать по всей его поверхности

2О однородную гигроскопическую пленку.

Для ускорения электролиза поглощенной воды расстояния, отделяющие каждый виток электродов от двух соседних, одинаковы по всей длине сердечника, 25 На сердечник с электродами навита в обратном направлении к электродным спиралям снабженная органической изоляцией проволока, диаметр которой равен зазору между сердечником и внутренней стенкой

ЗО трубки. Это позволяет удлинить путь газа в

175681 дат Гикс и, тем самым, способствует более полному ноглощQIIHIo влаги из газа.

Для сигнализации о превышении допустимой Блаж1!Ости Газов В измерите !ьную схему устройства введены усилитель постоянного тока на триоде и звуковой сигнализатор, в цепь которого включены контакты реле, установленного в цепи коллектора триода.

В предлагаемом устройстве ьход и ьыход регулятора расхода подсоединены к диф(реренциальному ртутному манометру, снабженНОМ I4OIITII I T;I. i! II, 33 11 bII

Это способствует предупреждению ошибки измерения, связанной с колебаниями расхода

a»aлнзируемого газа.

1 1!1 фи Г. 1 1(300ражеиа предла Гаем ая коп струкция кулономстри Iccf40i датчика; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства.

Кулонометрический датчик состоит из двух проволочных спиральных электродов 1 и 2, оифнлярно навитых на сердечник 8 из молибденового стекла, который ьместе с электродами покрыт тонкой гигроскопической пленкой.

Сердечник с электродами при помощи каучуковых уплотнителей 4 и накидных гаек 6 гермети 1ески закреплен в трубке 6 из Iiep»caiIeloщей стали с вводами Т и 8 для входа и выхода анализируемого газа.

Электроды изготовлены из платины или другого металла, не взаимодействующего с кислотами и щелочами. Зазоры между соседними витками на сердечнике 0,2 — 0,5 мл.

Диаметр проволоки для электродов 0,2—

0,5 лхл. Для прочного закрепления электродов на сердечнике предварительно с помощью плавиковой кислоты вытравливаются бифилярно расположенные спиральные желобки.

Один конец каждого электрода впаивается в сердечник, другой выводится через отверстие накидной гайки.

Сердечник с электродами покрывают гигроскопической пленкой путем нанесения на него слоя водного раствора гигроскопического вещества и последующего удаления воды из этого раствора электролизом. В случае нанесения пленки из фосфорного ангидрида применяется ЗС!,",-ный водный раствор фосфорНой КИСЛОТЬI.

После нанесения гигроскопической пленки на сердечник с электродами навивается в обратном к электродным спиралям направлении проволока 9 с органической изоляцией, диаметр которой (вместе с изоляцией) равен зазору между сердечником с электродами и внутренней поверхностью трубки 6. Шаг спирали изолированной проволоки должен быть и 2 — б раз больше шага электродных спиралей. Образованный витками изолированной проволоки спиральный газопровод удлиняет путь газа в датчике.

Контур, по которому течет анализируемый газ, состоит из описанного выше датчика 10

1$

65 (см. фнг. 2) и регулятора расхода газа 11, перепад давления на входе и выходе которого контролируется ртутным манометром 12.

Ртутный манометр снабхкен контактами, включающими звуковой сигнал (звонок 13) при отклонении давления газа во внешней сети на величину, большую, чем может компенсировать регулятор расхода. Во избежание переброса и разбрызгивания ртути прострапство, где она находится, отделено от остальных частей аппарата крупнозернистыми стеклянными фильтрами.

Стрелочный прибор 14 предназначен для измерения силы тока электролиза. Переключение шкал производится с помощью переключателя 16. Для ограничения силы тока v, случае черезмерного увлажнения датчика в цепь включено сопротивление R, В качестве сигнала допустимой влажности используется тот же звонок 18, который применяется в системе регулировки давления.

Сигнал допустимой влажности обеспечивается усилителем постоянного тока, собранном на полупроводниковом триоде 16. На вход усилителя подается напряжение, пропорциональное влажности газа, снимаемое с сопротивления R2, которое включено в токовую цепь электролиза воды.

Для настройки звукового сигнала на допустимую влажность служат тумблеры 17 и 18, с помощью которых можно, отключив датчик от электрической цепи, пропускать ток через стрелочный прибор и сопротивления R. и R4. Изменяя переменное сопротивление R3, в цепи можно установить по стрелочному прибору ток, соответствующий допустимой влажности. С потенциометра R.; можно подать на триод 16 такое положительное смещение, чтобы ток через триод и через реле достиг величины, достаточной для замыкания контактов реле 19 сигнальной системы. Выключатель 20 позволяет отключить сигнал превышения допустимого давления, а спаренный выключатель 21 — сигнал превышения допустимой влажности.

К аппарату может быть подключен самописец (например, ЭПД-12), а также интегратор (например, счетчик миллиампер-часов

М-б42), суммирующий общее количество электричества, израсходованное на электролиз воды, находившейся в пропущенной через аппарат порции газа. Для присоединения самописца имеются выводы 22. Переключатсл.- 23 дает возможность переключать самописец для работы в тех же диапазонах концентраций, что и стрелочный прибор, Для присоединения интегратора служит переключатель 24 и выводы 26.

Питание аппарата производится от осветительной сети через объединенный ввод. На электроды датчика подается постоянное напряжение в 100 в. Для питания усилителя постоянного тока используется постоянное напря>кение в 20 в. Звуковой сигнал работает на переменном токе в 220 в. Трансформатор

175681

5 3

Уиг 1 с феррорезонансным стабилизатором 26 и выпрямители 27 и 28 на 20 и 100 в постоянного тока соответственно вмонтированы в корпус аппарата. Переменное сопротивление R, позволяет плавно изменять напряжение постоянного тока, подаваемого на электроды датчика.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения влаги в газах, содержащее трубку с сердечником, на который навиты в виде бифилярных спиралей два проволочных металлических, например платиновых, электрода, покрытых вместе с сердечником тонкой гигроскопической пленкой, например из частично гидратированного фосфорного ангидрида, регулятор расхода газа, источник постоянного тока и измеритель тока (стрелочный или самописец), отличающееся тем, что, с целью получения однородной гигроскопической пленки, сердечник выполнен из молибденового стекла и имеет бифилярно расположенные спиральные желобки для электродов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения инерционности анализа, расстояния, отделяющие каждый виток электродов от двух соседних, одинаковы по всей длине сердечника.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью увеличения поглощения вла5 ги из газа гигроскопической пленкой, на сердечник с электродами навита в обратном направлении к электродным спиралям снабженная органической изоляцией проволока, диаметр которой равен зазору между сердечни10 ком и внутренней стенкой трубки.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отлнчающесся тем, что, с целью сигнализации о превышении допустимой влажности газов, в измерительную схему устройства введены усилитель по15 стоянного тока на триоде и звуковой сигнализатор, в цепь которого включены контакты реле, установленного в цепи коллектора триода.

5. Устройство по пп. 1 — 4, отличающее;я

20 тем, что, с целью предупреждения ошибок измерения, связанных с колебаниями расхода газа в пределах, превышающих предел, компенсируемый регулятором расхода, вход и выход регулятора расхода подсоединены к

25 дифференциальному ртутному манометру, снабженному контактами, замыкающими цепь звукового сигнализатора.

zz Tиа Z

Составитель Э. Скорняков

Редактор И. Г. Карпас Техред Т. П. Курнлко Корректоры: Л. В. Тюняева и Г. П. Зимина

Заказ 3565/1 Тираж 1300 Формат бум. 60)(90 /з Объем 0,35 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2