Прибор для измерения концентрации газа Советский патент 1983 года по МПК G01N27/14 

Изобретение огйосится к аналитическо му приборостроению и может быть исполь зовано при раара/)тке и конструировании гяаоанапизаторов, прецназначеннь х цпя исспецования ипи анализа материалов путём измерения активного сопротивления электрически поцогреваемого тела в зависимости от измерения температуры. Известен термокондуктометрический газоанализатор, основанный на измерении теплопроводности аналиаируемого газа и содержащий мостовую схему с чувствите явными элементами в ее плечах 1 J. Недостатками данного термокондуктометрического газоанализатора являются отсутствие унифицированного выхода и нелинейность шкалы прибора. Наиболее близким по технической сущ кости к предлагаемому является прибор для измерения концентрации газа, содер- жаший газовую камеру с подогреваемы- ми чувствительиными элементами, предназначенными для измерения газа по принципу теплопроводности, включенными в измерительную схему, на выходе кото- рой установлен измерительньШ усили/тель с обратними связями 2 3. Напряжение разбаланса указанного газоанализатора непосрецственно зависит от разности температур измеряемого газа и подогрева термочувсты1тепьных элементов. Сопротивление термочувствите льиых элементов изменяется нелинейно от концентрации измеряемого ra3aj а уси литель имеет постоянный коэффициент уси ления, в результате этого шкала прибора нелинейна. Цель избретения - линеаризация выход го сигнала и ловышение точности измере- лутем ислользоваш1я теплового действия тока полезного сигнала и измене ния коэффициента усиления измерительног усилителя в зависимости от корщентрации измеряемого газа. Поставленная цель достигается тем, что в приборе для измерения концентрации газа, содержащем газовую камеру с подогреваемыми чувствительными элементами, предназначенными для измерения газа по принципу теплопроводности, вклю ченными в измерительную схему, на выхо де которой установлен измерительный усилитель с обратными связями, в газовую камеру введен дополш тельный тер- моэпемент, включеннь й в цепь обратной связи одного ira каскадов измерительного усилителя. На чертеже представлена электрическая функциональная схема прибора. Прибор содержит газовую камеру (не показана), в которую помещены вкпючен-ч ные в измерительную схему подогреваемые термочувствительные элементы рабочий 1 и сравнительный 2 предназначенный для измерения газа по принципу теплопроводности, и дополнительный 3. Термочувствительные элементы 1 и 3 помещень в открытые колбы 4 и 5,, а термочувствительный Элемент 2 находится в закрытой колбе 6, Транзистор 7, резистор 8 и стабилитрон 9 образуют источник стабилизированного напряжения измерительной схемы. Переменный резистор 10, прадназначенный для балансировки измерительной схемы, выводом соединен с неинвертируюшим входом усилителя 11. Инвертирующий вкод усилителя 11 соединен с общей точкой термочувствительных элементов 1 и 2, черев резистор. 12 с выходом того же усилителя и через резистор 13 и неинвертирующим входом усилителя 14, Выход усилителя 11 через резистор 15 соединен с инвертирующим входом усилителя 14, Неинвертирующий , вход усилителя 14 соединен через резистор 16 с общим проводом (не локазан). Инвертирующий вход этого же усилителя через резистор 17 соединен с выходом усилителя 14, Выход усилителя 14 через переменный резнстор 18 соединен с неинвертирующим входом усилителя 19, Неинвертирующий вход усил1 тепя 19 соединен через резистор 20 с обгдим прово дом, Ивер тирующий вход усилителя через резистор 21 соединен с о&цим проводом, а через термочувствительный элемент 3 с выходом усилителя 19, Инвертирующий вход усилителя 22 через резистор 23 с соединен с выходом усилителя 19, а черев измерительный прибор 24 с выходом усилителя 22. Неинвертирующий вход уси лителя 22 присоединен к общему лроводу. Провода т1тания усилителей присоединены к соответствующим источникам напря- 7кения, Таким образом, на вЬ1ходе измерительной схемы установлен измерительный усилитель с обратными связями, усилительными х аскадами которого является , усилители 11,14,19 и 22. Помещенный в камеру дополнительный термоэлемент 3 включен цепь в обратной связи каскада измерительного усилителя. Устройство работает следующим образом. Сигнал разбаланса измерительной схеы 5 усиленный усилителем 11, снимаетя с его реаиетора 12 обратной связи и

поцаегся на дифференциальный усилитель 14, которым преобразовывается в сигнал относительно обшего провода. Выходной сигнал усилителя 14 после делителя, образованного переменным резистором 18 и резистором 2О, поступает на вхоц усилителя 19 в котором происходит линеаризация напряжения полезного сигнала относительно концентрации измеряемого газа, С изменением напряжения раз- баланса измерительной схемы соответствено происходит изменение напряжения на выходе усилителя 19, что, в сврю очередь приводит к изменению напряжения на дол дополнительном термоэлементе 3, При изменении величины напряжения на термоэлементе 3 изменяется температура его подогрева, что ведет к изменению его сопротивления и, в свою очередь, изменяет коэффициент усиления линеаризирующего усилителя 19. Выходное напряжение

усилителя 19 поступает на усилитель 22, на котором выполнен преобразователь на пряжения в ток. Измерительный прибор 24, включенный в цепи обратной связи усилителя 22, показывает концентрацию измеряемого газа,

Использование предлагаемого обеспе(Чквает по сравнению с известными приборами для соответствующих измерений возможность включения приборов без преобразователей непосредственно в информационно-измерительные системы и автоматические системы управления, а также возможность подключения к унифицированным вторичным приборам, что обеспечивае взаимозаменяемость вторичных приборов. При этом исключается необходимость разработки и изготовления ряда допопни- тепьиых дорогостоящих преобразугадих устройств для использования применягацихся приборов в ра;зличных системах.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА, содержащий гааовую камеру с подогреваемыми чувствительными элементами, предназначенными цпя и ерения газа по принципу теп лопроводности, включенными в измеритель ную схему, на выходе которой установлен измерительный усилитель,с обратными связями, отличающийся тем, что, с целью линеаризации выходного сигнала и повышен г 1 точности измереш1я .путем использования теплового действия тока полезного сигнала и изменения коэффициента усиления измерительного усилителя в зависимости от концентрации из- меряемого газа, в газовую Кймеру введен дополнительный термоэлемент, вклю ченный в цепь обратной связи одного из каскадов измерительного усэдлителя. О1 tsd со СП