Газоаналитическое устройство Советский патент 1983 года по МПК G01N27/72 

-| о . -1 - 1-: - о Г

3

Недостатками известного газоаналитического устройства являются относительно небольшая вероятность безотказной работы а течение периода непрерывного функционирования и срав нительно большая погрешность срабатывания (выдачи сигнала, соответствующего заданному пороговому значению концентрации контролируемого компонента газовой смеси), возникающая при наклонах прибора к плоскости горизонта (особенно большая для случаев поворота вокруг оси какого-либо чувствительного элемента).

Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения, возникаюш.ей при наклонах газосигнализаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в газоаналитическом устройстве, состоящем из амплитудного детектора медианы трех сигналов, например мажоритарного устройства голосования типа два из трех, и подключенных к нему трех резервированных термомагнитных .газосигнализаторов, чувствительные элементы каждого из которых выполнены в виде остеклованных цилиндрических проволочных спиралей и расположены в измерительной ячейке параллельно оси входного канала ячейки, причем плоскости каждой ячейки, в которых расположены чувствительные элементы, параллельны одна другой, газосигнализаторы жестко соединены между собой таким образом, что чувствительные элементы второго и третьего газосигнализаторов повернты по азимуту относительно чувствительных элементов первого газоанализатора на нехонгруентные углы, а ячейки всех трех газосигнализаторов обращены входными каналами к оси поворота.

Для уменьшения погрешности от наклонов, равновероятных в пределах азимутального угла от О до 2JT, чувствительные элементы второго и третьего газосигнализаторов могут быть по- вернуты по азимуту относительно

чувствительных элементов первого газосигнализатора на углы 2/37Т и /З соответственно.

Для уменьшения погрешности от наклонов, осуществляемых при повороте вертикальных осей газосигнализаторов а двух заданных взаимно перпен.дикулярных вертикальных плоскостях чувствительные элементы второго и третьего газосигнализаторов поверну074

ты относительно чувствительных элементов первого сигнализатора на углы 1/2ТТи 3/2 77соответственно„

На фиг. 1 показана конструкция термомагнитной ячейки; на фиг. 2 графики зависимости погрешности термомагнитного газосигнализатора от углов наклона; на фиг, 3 - вариант взаимного расположения чувствительных элементов предлагаемого устройства; на фиг, k - графики погрешностей трех газосигнализаторов и всего устройства для конструктивного варианта по фиг.З; на фиг, 5 - второй вариант расположения чувствительных элементов; на фиг. 6 и 7 графики погрешностей устройства для конструктивного варианта по фиг, 5.

Газоанал.итическое устройство сосоит из амплитудного детектора медины трех сигналов, а именно мажоитарного устройства голосования тиа два из трех, выполненного наприер, на образующих мост транзисторах и диоде, включенном в диагональ моста, и трех идентичных резервированных термсмагнитнь х гaзocигнaл.заторов, ыходы которых подключены соответственно к трем входам устройства голосования, Каждый газосигнализатор содержит по крайней мере одну TCpiNoмагнитную измерхтельную ячейку, конструкция которой показана на фиг,К Чувствительные элементы (ЧЭ ) газосигнализатора выпол.нены в видэ осте клованных цилиндр.- чес км х про золоч ных спиралей 1 и 2 и при нахо«ден -и прибора в нормальном рабочем поломке.НИИ расположены в измеритепьной ячейке горизонтально в -аправлен :1 лифФузионного потоке анализируемсго газа через входной канал 3 ячейки, т.,,, ЧЭ расположены в измес тельной ячейке параллельно оси ее входного канала. Чувствительный элемент 1 находится в области неоднородного магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами k v, S, з чувствительный элемент 2 нг.кодитср вне магнитного поля.

Устройство снабжено корпусом., механически жестко связ-ывающим три газосигнализатора. Оси ЧЭ второго и третьего газосигнализаторов говеркуты по азимуту отиоси ельнс осеь ЧЭ первого газосигыалигатора н i-ieодинаковые неконгруен-гные углы d -s ot соответственно;, а ячейк. всеуCMrHa.f i-rsaTopOB по:зс:о1;уть: iic аз -е-;у о -носит8льно осей -) iieiJBoro Iaao, .- -/: ,ci-frv- a.HH3aTOpa i-;a уггч c---// - Л/ ГсСОТВеТСТЕеНЧО ирИГ 3/. , . Н ApvrOM (-.ny -iae; ;-.i.:;/iL-; riui) ЗКСПЛУЯТаЦ;- - np3i, -i-i.; ;. у :., I ройства осуществлягтс npenMyiue;:;- jSKHO ,, c-:/OT:: a .,:тзу:о ч -- .;-: ;.,г;там Ееотика:И:. r-;.i :1ктао: с :. зоскпчализатора к ДЕ;:: , .Г 5%)О - C:iD i И1Ч,а-П ;.о . - I-.-ii-r-. -.- . плоскостях.. JTOpOTJ и :р Н:Ьи и сЗЗГ.Н,.1 Hc llv-i. i,;..... ,,.,, 1 ;...,,-.,-. ..-.: .,:,,,,;.,,.„;-,.. „.-, -OI/MV--/ ; л- гк:ите1 :л ;:; лъ d--1 J2li и .1/УУ. I Г::: I рстст кх-м (фиг, 5), Газовиалити:УУ1--СУ j :угройс : Г) ра oovaey следуюц :-у i :yг:. Газосигг1алнзатор|;-: y-n днсир ; уенно орущестр.У;пу -уу-осу- :-.ЧУЗ; - ---- ., :..t-.-м.,.., , ,..-.::. -ь...,,,.- N--r- ,;1/-м .-:U - ;4h|Rg OTCP i-i 6 С О R П a Q В ; -,...-,. ,„ ./„, Л.;- --. .-.--ioL.,, 1 V.,-.,,.:x ,..:,.,. ;:..,:.: :, Г :-чг ;енко;:- о.аыоосд;;Ог. ;-:ЭП; ,.... Ч:- :s О; :. Г: ii Л .. V ft I. RfiiTT -i;:, fc; I,.f, рУ V -:. - - ...,,.,,,- ,,„.-, „,,..,,-,„ ,.,,,.:; nor ие;пнссгь прини;,,ает при гаких накло ,,:чх когда ОСЬ | а;кдого чувстзитель..„.,., ,, - .-,, „„,-,,.,,., ,-, .,д , ,, .. ,, ,, , , ,, - ППОСКОГТ:-. R КО „ inro-f : ЛГ:-:а;- г |-хХСД: ЛСЯ fi /jv--: i В :гос ; и УЗ ос-1 У на ши; у), ;:;иг гсказаны графику/, завиci-iycjc ГУ ui jixHeHHOin прибли ;;еги-; / ;iorpetv ;-;i:;c : л ;i-j, orixHci-ii-iorc I езмп.1аг ;;-юго -азоанал-1затора (азосигиализатора ) гг v yiors :-ia (лона Р; ппо:лх)от;1 лУ R

К -АЗСА;:, -:; -Аа:;::: : СТВО, состояшез i.; ;;.ь:-.муп;-.:: , ; тектора медмй:-:;:; ,::,i,-: С-ич оЛи :, .-.:: мер мажоритармогс. у-.:: ;,.0|:.тзй i .;:с вания типа дзс ик трех, и подкл:::- :ных к нему трех резерзмроЕанных ;.-;аг:-: гных газос:- Ггз,1: , I-VBCTв те;к-нье зле:. -:;;:;пого i-i3 ко О-рых зыполнень в B---p.s остеклоБЗНных ии;7инррицеских провсло---Ь1х сл-ралей и расположены е ;-;гл:ерительной ячейке рзоаллельно входного канала Kii в ;со орых ;..с;хе-:2. -;yscf Б;тельные элементы: пасаллель ь одна друго - о т п 11 -; ; гО |1 3 е с i тем. ТС, с целью хеныиения логрешност;- ;-хх:ере п:я - .-r- -piOiiie; пх наклонах ГсЗОС1-1Гнал ааторсЕ , лослед

ния дискретнуу У грешноспм i333:--v:г

осущесугхзруе; хз i-iy,- : Р/СЛ ч хр;;р;связи с эг-Уз ya):;3pyvapiKjf: руу рацию выделения У1вдиа -:п -утз;:. гу:- ;,.-; хIi выдает ди1;;н:ретг1ЫЙ т: :з системы, СООТВеТСТРу-П 1ИЙ ПОЯЗ.РСУ-У порогоаой KOMiieM контр---Ур го компоиопта; и i oмePlT сраба---у;-;у--х атороро(пп о .|еред1-1ости срабрь:,-5-л, у: газосигнализатора Как покача хт ., погрешность срабатЬВания асего ух ройстаа всегда охазываетсп меньню /vyсимально Bo3rto;i :-:ox погрешности-: з;-:, батывания отдельного газосигм,,тора При paccMOTpsi-iX. работы маисозх:широко применлэморо а -1рарТ:Лхз --: ....-яп,., гальны ХИТМОУ;у .Л ;р ,, ;рямая :0 ;У: ОУЗЗУЗ. ; ioxy ог;хсз х-юху пзсдел:-у узклона адмьо чногз газос-г-;з , кохдг пзоизходи лозорх: хости ХУ зокруг оси У после о ;га);;пьм чувстзх;тел;.ный але 3ajy:x; -;а;у;о-рнным к рлорхос зомта ха угол /б, а вектор ;KocXi зд:-;ородного магни хозх з(-:ей:-су образуе- уол дз с гзз Пуе-;--:дхс, УМЗ ори .апоуз поузнах термомэгнитного газосигнализатора, отличных от описанных двух предельных случаев, -rpddjviK зависимости

погрешности d,

ражаться прямой, пеу.ощей гдежду ПРРмы ми 9 и 1 О (фиг, 2) ..

На фиг, k показаны графики зависимостей в линейном приближении погрешностей газосигнализаторов 6-8, входящих в устройство, для слу Чая, когда взаимное расположение осей ЧЭ первого, второго и третьего газосигнализаторов соответствует фиг. 3, э наклоны первого газосигнализатора соответствуют поворотам плоскости ХУ кокпуг оси X,

Как Bi-niiG -13 Фигч k, максимальная погреяиосчь |-рсдлагаемого устройства сУ, , -раамая | едиане (средней в алгебраическог.1 смысле) трех максимапьных логре1Ь -остей гаясс -:г нализаторов 6-8, оказывается Mei-bше максимальной погрешности отдельного газосигнализатора оЦ,-.;,

На фиг, б показаны график;; зааисимостей в лин ейном iipxi3ji;::;c -;i-iпогрешностей газосигнализат:г)с:-; vd устройства, для случая, когдя ва имное располо;;(е:-1ке осей 43 перЕ:о о второго и треть;|о газосигнэя аторо:-:: соотзетстпу- , 5, а каклоны первого газосигмапизатора соответствуют nODODO круг оси X,

Случай псп вокруг оси у ЧЭ согласно где 17-1Э приближен ::-:

заторов. Как fji-ni-io из , п -i .; максимальн ая г емого устройст

максимальных погрешностей газос:;г-нализаторов 6-8 меньше макси..альной погрешности отдельного газосигнализатора о .пахОчевидно, что уменьшение погрешности газового контроля в устройстве достигается и в общем случае произвольного, но неодинакового исходного азимутального смещения осей ЧЭ второго и третьего газосигнализатоpoL относительно осей 43 первого газосигнализатора;,так как всегда norpeiiiHOCTb одного из трех газосигнализаторов не превышает максимального значения ., .погрешность другого стремится к минимальному значению су,. . , S г-юдуль погрешности третьего газосигнализатора меньше модулей погрешностей первьх двухВо всех указаннь1х выше частных случаях взаимного расположения в устройстве термо -,аг --тнь:х измерительных ячеек и чувстВ :-еп;-;--Ь|Х элементов тоех гэзоси гнал я Q ооов эффект уменьшения icrpeuiiiG Mi зсего устройс а по срззненнго с -.с реиносп-ю од -и-сччоГС raaocnrHaj ;;: ;:: ерг дост iiSiTCP 33 счет того. : л ; тре тьегс газос :;:: ч :- 1ооор повернуть по av.--MyTy от ;сс:;-7г-.Г:Ь1-;о чувстситзль ных nefiBoro газос; гнал 1saTopa на 1-еко |,1/ ;-;тнь е yry-v. - ;-; , а ::;:г:: трех гзгсс;-:гнал:-;3ETODOB обрЗке;-;ji ;cднь n кз:-ала : к n;:i; nOL Di;O:c, ., с-;Т-Д р ; :iO;-o -Гпг Со:; :::; Гв ; :-;;-а -lec

гк.г v auHccT :.-- ; :г; .г - iy;, ;i;-. :in :;:;./: , ic,- ;:/ -с.-:;;атог0;-. тога- 1C .:C.jvr;: :т:;ь.е i.;ar |;:- ль ;сй

.J5B.

фигЯ

%.

Фи 7