Чувствительный элемент датчикагазоанализатора

Чувствительный элемент датчикагазоанализатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i) 8l l1 27

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.04.79 (21) 2756950/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.з

G 01N 27/16 (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (53) УДК 543.274 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.03.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

A. H. Щербань, Н. И. Фурман, Б. М. Лисогор и П. М. Скрынник

Институт технической теплофизики А11 Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА

ГАЗОАНАЛ ИЗАТОРА

Государственный комитет 23)

Приоритет

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в устройствах избирательного контроля процентного содержания различных горючих газов в их сложных смесях с воз- 5 духом.

Известен чувствительный элемент (Ч. Э.) термохимических датчиков в виде спирали из платиновой проволоки, служащей одновременно нагревателем и термометром со- )O противления, помещенной в цилиндр из у-окиси алюминия или другого, пористого материала, покрытого катализатором. Фиксацию витков платиновой спирали относительно друг друга и цилиндра осуществляют путем заполнения цилиндра пористой массой (1).

Существенным недостатком описанного ч. э. является неизотермичность его каталитической поверхности. При этом температура платиновой спирали и температура поверхности цилиндра из у-окиси алюминия в середине ее наружной поверхности в 1,5—

2 раза превышает температуру по краям цилиндра и в торцовой части. Неравномерность температуры катализатора приводит к тому, что на различных участках каталитической поверхности (наружной поверхности цилиндра ч. э.) окисляется различное число горячих газов; если на краю цилиндра ч. э. окисляется один газ с наименьшей температурой окисления, то в середине его могут окисляться 3 — 4 газа с более высокими температурами начала окисления. Указанный недостаток при осуществлении избирательного анализа сложных горючих смесей обусловливает дополнительную погрешность измерения 10 — 15%.

Вторым существенным недостатком является сложность изготовления ч. э., обусловленная наличием таких технологических операций, как навивка спиралей из провода

0,02 — 0,05 мм, изготовление миниатюрных окисноалюминиевых цилиндров и т. д.

Третьим недостатком описанных ч. э. является их неэкономичность ввиду относительно большой поверхности цилиндра, с которой происходит рассеивание тепла в окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является чувствительный элемент датчика газоанализатора, содержащий нагреватель в виде прямого отрезка платиновой проволоки и размещенный на нем носитель, покрытый мелкодисперсным катализатором (2).

Чувствительный элемент не обладает достаточной избирательностью.

Целью изобретения является повышение избирательности.

811127

Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Заказ 359/17 Изд. Ле 185

Типография, пр. Сапунова, 2

Поставленная цель достигается тем, что, в чувствительном элементе датчика газоанализатора, содержащем нагреватель в виде прямого отрезка платиновой проволоки и размещенный на нем носитель, покрытый мелкодисперсным катализатором, нагреватель в месте, равноудаленном от его концов, имеет сужение-расширение, образующее кольцевую канавку, которая заполнена носителем.

На чертеже представлен общий вид заявляемого устройства.

Чувствительный элемент термохимического датчика 1 содержит нагреватель 2 из прямой платиновой проволоки диаметром

Нн и длиной l„, который выполняет также функции термометра сопротивления. В средней части нагревателя 2 в месте, равноудаленном от его концов, по внешнему контуру выполнена симметричная кольцевая канавка 3 длиной l таким образом, что диаметр нагревателя в середине канавки имеет минимальное значение d„„„„„„„. В кольцевой канавке размещен носитель катализатора

4, толщина которого максимальна бн макс в середине проточки и уменьшается к краям проточки. Поверхность, покрытую катали.затором, на которой происходит окисление горячего газа в процессе измерения, обра.зует наружная поверхность носителя 5.

Точке поверхности канавки 3 с минимальным диаметром и максимальной температурой соответствует максимальная толщина и термическое сопротивление носителя 4; соотношение данных величин изменяется к краям проточки, где толщина носителя 4 доходит до нуля, а диаметр нагревателя

2 — до своего номинального значения. В результате указанного явления температура наружной поверхности носителя 4, покрытой мелкодисперсным катализатором, будет изотермической. Распределение температуры по остальной части нагревателя 2, по сравнению с распределением ее с незаполненной носителем канавкой, изменится незначительно, однако нагрев до высокой температуры будет также только в области канавки, выполняющей в данном ч. э. функции нагревателя и термометра сопротивления. Другой фактор, позволяющий устранить градиенты на поверхности носителя катализатора, — резкое уменьшение габаритов ч. э. и связанное с этим улучшение условий выравнивания температуры.

Практически предлагаемый ч. э. выполняют из провода 0,1 — 0,5 мм с уменьшением диаметра в месте канавки до 0,01 мм. Вви15 ду того, что температура концов нагревателя низкая относительно окружающей среды, включение чувствительного элемента в измерительную схему посредством подсоединения к массивным токоподводящим стойкам не будет практически изменять график распределения температуры по длине проводника и тем более влиять на температуру каталитической поверхности, находящейся на значительном удалении от концов нагревателя.

Формула изобретения

Чувствительный элемент датчика газоанализатора, содержащий нагреватель в виде прямого отрезка платиновой проволоки и размещенной на нем носитель, покрытый мелкодисперсным катализатором, о тлич ающийся тем, что, с целью повышения избирательности, нагреватель в месте, равноудаленном от его концов, имеет сужение, образующее кольцевую канавку, которая заполнена носителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4о 1. Авторское свидетельство СССР

М 269565, кл. G 01N 27/16, 1968.

2. Патент Великобритании Ко 980189, кл.

G 1N, опублик. 1965 (прототип).