Термокаталитический детекторгаза

Термокаталитический детекторгаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ С ЛЬСТВУ

Сеюв Севетспнк

Се маектическнв

Ресеублнк (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 010678 (2f) 2621539/18-25 (53)M. Кл З

G 01 и 27/16 с присоединением заявки HP

Гесуяврствекяый кеиктет

СССР

IIo делам нзебретенкй я еткритяй (23) Приоритет— (Щ УДК 543.274 (088.8) Опубликовано 150381. Бюллетень ЙЯ 10

Дата опубликования описания 150381 (72) Авторы изобретения

О. В. Адылшин, Ю.И. Арутюнов, Н. Н. Бородин, Ю.М. Орлов и С.М. Ягудаев

Андижанское специальное проектно-конструкт

Объединения "Союзнефтеавтоматик (71) Заявитель (54) ТЕРИОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР ГАЗА

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при разработке приборов и систем конт- роля атмосферы на объектах нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, теплоэнергетической, горной и угольной проьишленности.

Известен термохимический газоанализатор, чувствительный и компенсаци- 10 онный элементы которого включены в плечи моста. Изменением напряжения питания моста поддерживают постоянную температуру и сопротивление чувствительного термоэлемента, а концентрацию анализируемого газа определяют по изменению сопротивления компенсационного термоэлемента (1) .

Недостатком этого устройства является большая погрешность анализа, зависящая от температуры окружающей среды, так как при изменении температуры окружающей среды меняются условия тепломассообмена чувствительного элемента, что вызывает изменение скорости протекания реакций на чувствительном элементе, температура которого также является непостоянной.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является .термокаталитический детектор газа, . содержащий реакционную камеру, в которой размещен чувствительный элемент, подключенный к блоку измерения, к которому также подключен термокомпенсационный элемент (2) .

Недостатком данного устройства является то, что для полной компенсации влияния внешних факторов, например температуры окружающей среды, необходимо, чтобы термокомпенсационный элемент имел идентичные чувствительному элементу теплофизические характеристики (коэффициент теплоотдачи, светимость и температуру). Это вызывает необходимость специального подбора термокомпенсационного и чувствительного элементов и рех<нмов их работы, что увеличивает потребляемую мощность н усложняет анализ, так как нужна дополнительная система для авторегулирования температуры.

Цель изобретения — повышение точности при изменениях температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в термокаталитическом детекторе газа, содержащем реакционную камеру, в которой размещен чувствительный элемент, подключенный к блоку измерения, к которому также подключен термокомпенсационный элемент, последний, выполнен в виде измерителя температуры стенок реакционной камеры. термокаталитический элемент включен

В мостовую измерительную схему, состоящую из стабильных резисторов и эле- g мента, температура и сопротивление ,которого поддерживаются постоянными с помощью авторегулятора температуры, на ВхОд KGTDporо подан сигнал с диагонали моста. 1О

Авторегулятор поддерживает напряжение питания моста, чтобы сигнал с

Диагоналями моста был минимальным.

Сигнал напряжения питания моста подается на вход измерительного блока, ;а другой вход которого подается

oHrHàë от термокомпенсационного эле" мента, который соединен с источником опорного напряжения. В измерительном блоке происходит сравнение этих сигналов и формирование сигнала, пропор- 2Ц ционального концентрации горючих газов.

Иа чертеже приведен один из возможным вариантов конструктивного исполнения реакционной камеры с термокаталитическим и термокомпенсационным элементом, имеющим тепловой контакт со стенками реакционной камеры. н реакционной камере 1 с пористым колпаком 2 помещен термокаталический що элемент 3,. Со стенками реакционной камеры 1 имеет тепловой контакт термокомпенсационный элемент 4, выполненный из материала, электрический параметр которого зависит От температуры. Элемент 4 является измерителем температуры стенок реакционной камеры, Мощность, затрачиваемая.на поддержание постоянной температуры чувствительного элемента, расходуется 4О на теплоотдачу через теплопроводность газа„ через концы чувствительного элемента, конвекцию и излучение.

При работе с современными термокаталитическчми элементами сферической 45 формы, температура которых не превышает 500ОС, и при температурах окружающей среды от -50ОС до +50©С, теп- лоотдачу можно рассчитать по формул гдс r — срецний радиус чувствительного элемента, толщина пограничного слоя,"

Т„- температура стенок реакциОннОЙ камеры, b6

Т,„ — температура поверхности чувствительного элемента, %, — приведенный коэффициент теплопроводности газа, окружающегО чувствительный злементр 65

1,S длина и площадь сечения конUOB Iso T HTeIII Horo 3JIPMBHта, теплопроводность концов чувствительного элемента, K.„ коэффициент излучения. анализ этого .выражения и опытные данные, полученные в ходе экспериментов по излучению еплоотдачи чувствительных элементов, показывают, что зависимость напряжения питания моста оТ температуры окружающей среды от минус 50 С до плюс 50 С почти линейо оу на с коэффициентом 0,1-0,2ОС ; а величина температурного коэффициента зависит от вещества окружающей среды, размеров и формы чувствительного элемента.

Таким образом, принципиально возможна температурная компенсация изменения сигнала напряжения питания чувствительного элемента с помощью вычитания из него сигнала с термокомпенсационного элемента, имеющего тепловой контакт со стенками реакционной камеры (например, термосопротивление на основе медного провода имеет температурный коэффициент, приблизительно равный 0,4 С поэтому, включив последовательно и параллельно . такому сопротивлению стабильные сопротивления, можно получить ток через него, повторяющий сигнал напряжения питания чувствительного элемента при изменениях температуры окружающей среды. Вычитая сигнал от термокомпенсационного элемента из сигнала напряжения питания чувствительного элемента„ получают выходной сигнал, равный нулю.при отсутствии сгорания газа на чувствительном элементе. При сгорании газа на поверхности чувствительного элемента с тепловыделением этот баланс сигналов нарушается, и на выходе измерительного блока формируется сигнал, пропорциональный тепловой мощности сгорания.

Изобретение позволяет упростить конструкцию разрабатываемых приборов анализа атмосферы на взрывоопасность и др. за счет отказа от сравнительных элементов и устройств регулирования их температуры и повысить их надежность.

Изобретение позволяет повысить также и точность работы устройств, реализующих способ за счет полной компенсации сигнала изменения температуры окружающей среды и исключения сгорания некоторых газов на сравнительном элементе.

Применение предлагаемого изобретения эффективно при разработке переносных сигнализаторов и измерителей концентраций горючих газов, где

Предполагаются повышенные требования к надежности и потребляемой мощносТВа

813233

Формула изобретения

Составитель В. Екаев

Редактор A. Наурсков Техред Е.Гаврилешко Корректор Н. Стец

Заказ 758/52 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Термокаталитический детектор газа, содержащий реакционную камеру, в которой размещен чувствительный элемент, подключенный к блоку измерения, к которому также подключен термокомпенсационный элемент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, термокомпенсационный элемент выполнен в виде измерителя температуры стенок реакционной каме- ры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

t) 192485, кл. G 01 N 27/00, 19б1.

2. Авторское свидетельство СССР

9 234739, кл. G 01 N 27/00, 1965 (прототип) °