Газоанализатор

Газоанализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик оц 71 5983 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р1 М 2 (22) Заявлено: 09.11.76 (21) 2421912/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G Ol N 25/48

G 0l К 17/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 1502.80. Бюллетень М 6 (53) УДК 543.272 (088. 8) Дата опубликования описания 1702.80 (72) Авторы изобретения

Д. И. Агейкин „Ю. Т. снопов и В. С. Емельянов

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) 1 АЗОАНАЛИЗАТОР

\

Изобретение относится к области .аналитического приборостроения и мо жет использоваться в промышленных и лабораторных установках различного назначения для анализа концентрации составляющих газовой смеси, в частности, ее влажности °

Известен гаэоанализатор, содержащий терморезистор, покрытый сорбентом H включенный в мостовую схему, в диагонали которой установлен нуль-орган, а в цепи питания— ключ, снабженный системой самбвключения. Выходным сигналом является время, затраченное на нагрев терморезистора от одной стабилизированной температуры до другой ° Harpea начинается при шунтировании части резисторов, последовательно включенных в одно из плеч мостовой схемы. Одновременно с этим замыкается ключ, установленный на выходе газоаналиэатора, и подсоединенный к ключу, поставленному в цепи питания моста и управляемому от нуль-органа. Выходной сигнал получается в виде импульса „напряжения,,длительность которого пропорциональна количеству десорбированного компонента (lj.Îäнако, такому газоанализатору присущи значительные погрешности и невысокая избирательность анализа, определяемая только избирательными свойствами применяемого сорбита.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является гаэоаналиэатор, содержащий рабочий тер® морезистор, покрытый сорбентом и включенный в одну иэ ветвей мостовой измерительной схемы с нуль-органом в диагонали, источник стабилизированного напряжения в цепи питания, управляемые ключи, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, реверсивный счетчик и частотомер (2). Од нако в этот гаэоанализатор не обладает достаточной точностью и избирательностью анализа.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и избирательности анализа. Это достигается тем, что в гаэоаналиэаторе, содер25 жащем рабочий терморезистор, покрытый сорбентом и включенный в одну из ветвей мостовой измерительной схемы с нуль-орг аном в диагонали, источник стабилизированного напряже3О ния в цепи питания, управляемые клю715983 вода энергии от источника стабилизированного питания состоящей из 5 конденсатора„ зарядного, разрядного и логического ключей, причем конденсатор подключен к источнику стабилизировачного напряжения через зарядный <люч, цепь управления которого соединена с генератором тактовых

10 импульсов, а к терморезистору -че- рез разрядный ключ, цепь управления которого связана с генератором тактовых имйульсов через элемент задержки и логический ключ, выход которого соединен с частотомером и через логический кЛюч переключения направления счета — с реверсивным счетчиком, а управляющая цепь логического ключа— через нуль-орган со второй ветвью 2О моста, выполненной в виде программно1 о устройства задания принудительноо увеличения и уменьшения температуры термореэистора по симметричному закону в пределах устанавлицаемой зоны.

Работает газоаналиэатор слЕдующим образом. После сорбиронания рабочим чувствительным элементом 1 анализируемых компонентов газа включается схема. При этом программное устройство 4 задает изменяющееся напряжение на второй вход нуль-органа

5. Схема составлена по типу следя-.

5 щей системы, т.е, температура терморезистора должна иэмейяться по тому же закону, что и задающее напряжение, а скорость изменения задающего напряжения и частота тактовых импульсов выбраны с учетом заданной точности слежения. От генератора 9 тактовый импульс поступает и цепь управления ключа 7, замыкая его на время, достатбчное для полного заряда конденсатора б от источника 3, и на вход элемента задержки 10. После задержки импульс проходит через нормально замкнутый ключ 11 и цепь управления ключа 8, замыкая его и давая возможность заряженному конденсатору б полностью разрядиться на терморезистор. Если после серии таких разрядов температура достигнет заданной величины, то нуль-орган 5 разомкнет ключ 11, очередной импульс от элемента задержки не пройдет через этот ключ на замыкание ключа 8 и разряда не будет. Таким образом, терморезистор не получит порций энергии от конденсатора до тех пор, пока его температура, а, следонатель-.. но и напряжение на нем не будут ниже той величины, которую задает программное устройство на нтором входе нуль-орагана. Импульсы, поступающие на управление разрядным чи, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, реверсивный счетчик и частотомер, рабочий термзрезистор снабжен цепью импульсного подИзобретение поясняется чертежами,,где на фиг. 1 схематически изображей гаэоанализатор, на фиг. 2 и фиг. 3 приведены схемы вариантов выполнения программного устройства задания при нудительного увеличения и уменьшения температуры терморезистара по симмет/ ричному закону в пределах устанавливаемой зоны.

Газоайалиэатор содержит рабочий, покрытый слоем сорбента термореэистор 1, который с резистором 2 образуют последовательную цепочку, являю|цуюся одной иэ ветвей мостовой измерительной схемы и подключенную к ныходным клеммам источи-яка стабилизированного напряжения 3. К тем же клеммам подключено программное устройство 4, являющееся второй ветвью мостовой схемы задания принудительного увеличения и уменьшения темпе ратуры термореэистора по симметричному закону в пределах устанавливаемой зоны. Гочка соединения термореэистора 1 и резистора 2 подключена к первому входу нуль-органа 5 мостовой схемы, а выход программного устройства — ко второму входу нульоргана 5. Конденсатор б через зарядный ключ 7 связан с выходными, клеммами источника, а через разрядный ключ 8 параллелън6 подключен к терморезистору. Выход генератора тактовых импульсов 9 соединен с цепью управления зарядного ключа и co входом элемента задержки 10, выход которого через логический ключ 11 связан с цепью управления разрядно-. го ключа, нходом частотомера 12 и через ключ 13 переключения направГ ления счета — с реверсивным счетчиком 14. Нуль-орган соединен через управляющую цепь с логическим ключом. Конденсатор, зарядный, разрядный и логичесхий ключи образуют цепь импульсного подвода энергии к рабочему терморезистору от источника стабилизированного напряжения 3. Программное устройство 4 связано также с реверсивным счетчиком 14 через ключ

13. В одном из вариантов программное устройство 4 (фиг. 2) содержит цепочку из последовательно соединенных двух постоянных резисторов 16 и пе-, ременного резистора 15, электромеханический привод, состоящий из программного кулачка 17, двигателя 18, барабана 19 и щеток 20, 21 и 22.

В другом варианте программное устройство 4 (фиг. 3) содержит интегратор 23, нуль-орган 24, реле 25, которое имеет перекидные контакты

2б, 27, 28, 29 и цепочку из соединенных последовательно постоянного резистора 30 и переменных резисторов 31, 32 и 33. Выход интегратора является выходом программного устройства.

715983

Формула изобретения

-. I ключом 8, считаются на счетчике в первый период времени — период возрастания температуры терморезистора в прямом направлении, а во второй период — убывания температуры — в обратном. Изменение направлення счета осуществляется с помощью ключа

13. В результате на счетчике останется число, пропорциональное энергии десорбции определяемого компонента.

При анализе многокомпонентной смеси йользуются частотомером, фиксируя частоту поступления импульсов в разнертке по температуре термореэистора, и судят отдельно о концентрациях определяемых компонентов, имеющих различные температуры десорб- 15 ции.

Первый иэ возможных вариантов программного устройства (фиг. 2) работает следующим образом. Двигатель 18 вращает кулачек 17 с задан- Я ной постоянной скоростью. Но кулачку прокатывается ролик, в .результате этого перемещается движок резистора 15. Иапряжение с этого движка подается на второй вход нуль-органа р

5 и является выходным программного устройства. Ключ 13 в данном вариан- те выполнен в виде электропроводных кольца и полукольца, электрически соединенных между собой и насажен- щ() ных на барабан 19. Щетка 20 соединяется с ныходом логического ключа

ll и через кольцо и полукольцо со щетками 21 или 22 в зависимости от поворота вала, на котором жестко сидят барабан 19 и кулачок 17. А щетки 21 и 22 электрически соединены со входами реверсивного счетчика 14,.

Второй из возможных вариантов программного устройства (фиг. 3) работает следующим образом. Диапазон изменения выходного напряжения, соответствующего температуре термо« резистора, выставляется переменными резисторами 31 и 32. Движки этих 45 резисторов в зависимости от направления изменения температуры терморезистора поочередно подключаются > к одному входу нуль-орагана 24 посредством перекидного контакта 26 реле 25. Это реле подключено к выходу нуль-органа 24. Когда напряжение иа другом входе нуль-органа 24 станет равно напряжейию на первом входе, сработает реле 25 и все его контакты перекинутся, и начнется изменение выходного напряжения в обратном направлении. Входное напряжение. интег« . ратора 23 выставляется резистором 33.

A с помощью контактов 27 и 28 изменяется знак интегрирования в момент срабатынания реле. таким образом вы- ходное напряжение интегратора 23, а следовательно, и всего программного устройства линейно возрастает от начальной величины, заданной резистором 32, до величины, заданной реэис« тором 31, и затем также линейно убывает до того же начального значения, Таким образом, предлагаемый гаэоаналиэатор имеет по сравнению с известными решениями следующие преимущества: — повышенную точность и избирательность анализа при тех же сорбентах; — более близкую к линейной выходную характеристику; — обеспечивает простое измерение энергии десорбции при сохранении цифрового выхода, как естественной величины.

Гаэоаналиэатор, содержащий рабочий терморезистор, покрытый сорбен» том и нключенный в одну из ветвей мостовой измерительной схемы с нульорганом в диагонали, источник стабилизированного напряжения н цепи питайия, управляемые ключи, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, реверсинный счетчик и частотомер, о ò ë è ÷ à â ù è é с я тем, что, с целью повышения точности и избирательности анализа, рабочий термореэистор снабжен цепью импульсного подвода энергии от источника стабилизированного напряжения, состоящей из конденсатора, зарядного, разрядного и логических ключей, причем конденсатор подключен к источнику стабилизированного напряжения через зарядный ключ, цепь управления которого соединена с генератором тактовых импульсов, и к термореэистору — через разрядный ключ, цепь управления которого связана с генератором тактовых импульсов через элемент задержки и логический ключ, выход которого соединен с частото.мером и через ключ переключения наПравления счета — с реверсивным счетчиком, а управляющая цепь логи,ческого ключа — через нуль-орган со второй ветвью моста, выполненный в виде программного устройства задания принудительного увеличения и уменьшения температуры термореэистора по симметричному закону в пределах устанавливаемой зоны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское -свидетельство СССР

В 44308, кл. 6 01 N 25/48, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 475540, кл. G 01 N 25/48, 1975 r. (прототип).