Устройство для измерения концентрации кислорода в газах Советский патент 1983 года по МПК G01N27/46 

Изобретение относится к газоана(Литическому приборостроению и может быть использовано для измерения кон центрации кислорода в газах. Известно устройство для измереПИЯ концентрации кислорода в газах, содержащее твердоэлектролитную .ячейку с электродами и измерительный при бор С 1 } Недостатком данного устройствia является низкая точность измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения концентрации кислорода в газах, содержащее твердо электролитную ячейку с электродами в Качестве чувствительного элемента и одновременно датчика температуры и управляемый этим датчиком регулято температуры ячейки, состоящий из уси лителя, генератора рабочей частоты, нагревателя, неуравновешенного моста переменного тока и измерительного прибора С2 3. Недостатком известного устройства является невысокая точность иэ.мерения концентрации кислорода в газах. Погрешность возникает за счет того, что при подаче на нагреватель максимальной мощности от источника питания для создания необходимой рабочей температуры ячейки в твердом электролите появляются микротрещины и это снижает точность измерений, ухудшает надежность и уменьшает ресуре работы устройства. Целью изобретения является повышение точности и увеличение ресурса работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации кислорода в газах, содерАащее твердоэлектролитную ячейку С электродами в качестве чувствительного элемента и одновременно дат чика -температуры и управляемый этим датчиком регулятор температуры.ячейки, состоящий из усилителя, генератора рабочей частоты, нагревателя. неуравновешенного моста переменного тока и измерительного прибора, в регулятор температуры дополнительно введены мультивибратор и коммутатор, причем вход мультивибратора соединен с входом усилителя, а выход - с управлякицей цепью коммутатора, вход коммутатора соединен с выходом усилителя, а выход - с нагревателем. На чертеже схематически изображе ,на функциональная схема устройства. Устройство содержит твердоэлектролитную ячейку 1 с электродами 2, регулятор .температуры, состоящий из генератора 3 рабочей частоты, усилителя 4, мультиэибратора 5, коммутатора 6 напряжения питания, нагревателя 7 и неуравновешенного моста переменного тока, плечи которого образованы сопротивлениями 8-10 и твердоэлектролитной ячейкой 1 с электродами 2 и измерительный прибор 11. Устройство работает следующим образом. От генератора 3 напряжение частотой не менее I кГц подается на мост, переменное сопротивление 0 которого служит для установки рабочей температуры твердоэлектролитной ячейки 1. В первоначальный момент при включении устройства максимальное напряжение разбаланса с диагонали неуравновешенного моста переменного тока, пропорциональное величине электрического сопротивления твердоэлектролитной ячейки I заключенной между электродами 2, являющегося функ.цией рабочей температуры, поступает на вход усилителя 4 и мультивибратора 5. Усиленный сигнал далее поступает на вход Kote yTaTbpa 6. Мультивибратор 5 вырабатывает импульсы с изменяющейся скважностью пропорциональной изменению (уменьшению) разбаланса неуравновешенного моста переменного тока, которые поступают на управляющую цепь коммутатора 6, т.е. на нагреватель 7 в начальный момент поступает необходимая минимальная мощность для его нагрева. По мере увеличения рабочей температуры скважность импульсов уменьшается и пропорционально увеличивается количество энергии, подаваемой на нагреватель 7, т.е. происходит плавное увеличение рабочей температуры твердоэлектролитной ячейки 1, что исключает возможное ь тепловых ударов, которые приводят к появлению мнкротрешз1Н в твердом электролите. При достижении заданной рабочей температуры порядка бОО-ВОО С на нагреватель 7 подается максимальная мощность для его нагрева, при этом скважность импульсов максимальна. При достижении равновесия моста коммутатор 6 отключает нагреватель 7 от

310560344

источника напряжения питанид. В даль-на электродах 2 твердоэлектролитнейшем при уменьшении температурыной ячейки наводится ЭДС которая

нагреватель 7 подключается вновь,подается на измерительный прибор 11

т.е. автоматически поддерживается.и по измереиному значению ЭДС судят

необходимая рабочая ремпература. При о величине концентрации кислорода

измерении концентрации кислородав анализируемом газе.

УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В ГАЗАХ, содержащее твёрдозлектролитную ячейку с электродами в качестве чувствительного злемента и одновременно дат чика температуры и упавляемый этим датчиком регулятор температуры ячейки, состоящий из усилителя, генератора рабочей частоты, .нагревателя, неуравновешенного моста переменного тока и измерительного щтйорл отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и ув|еяичения ресурса работы, в регулятор.температуры дополнительно введены мультивибратор и коммутатор, причем вход мультивибратора соединен с входом усилителя, а выход - с управляищей цепью коммутатора, вход коммутатора соединен с выходом усилителя, а выход - с .нагревателем. О ел Ob о 00 4