Датчик газа Советский патент 1984 года по МПК G01N27/14 

Изобретение относится к газовому анализу и может найти применение в промышленности для контроля содержа ния различных газов в производствен ной атмосфере. Известен датчик, используемый в способе термокаталитического .анализа горючих газов, в котором в про цессе измерения поддерживается стабильная температура измерительного и компенсационного элементов путем изменения напряжения их питания. Датчик содержит два моста, в один из которых включен измерительный,а во второй - компенсационный элементы; питание мостов осуществляется блока питания через усилители, упра ляемые сигналами мостов таким образом, чтобы температура чувствитель ных элементов не менялась в процес измерения. Сигнал датчика выдается релейно-измерительным устройством, включенным дифференционально-на вы ходе усилителей til Недостатком датчика является сло ность конструкции, вызванная необходимостью включения чувствительны элементов датчика в обособленные м товые схемы, питанием их через раздельные усилители и потребностью в релейно-измерительном устройстве для получения сигнала датчика. Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик газа, содержащий подключенную к источнику питания измерительную мостовую схему, в смежные плечи которой включены идентичные по свои электротепловым параметрам измерительный и компенсационный чувствительные элементы, зашунтированные одинаковыми по величине сопротивлениями, дополнительное сопротивление включенное последовательно с чувствительным элементом в,плечо мостово схемы, к измерительной диагонали которой подключен усилитель, на выходе которого установлен реверсивный двигатель 1.23. Однако это устройство недостаточ но надежно в работе, конструкция его достаточно сложна, точность дат чика,особенно при изменении внешних условий, невелика. Целью изобретения является повышение надежности и точности работы датчика. Цель достигается тем, что в датчике газа,, содержащем подключенную к источнику питания измерительную мостовую схему, в смежные йлечи которой включены идентичные по своим электротепловым параметргм измерительный и компенсационный чувствительные элементы, згинунтированные одинаковыми по величине сопротчвлениями, дополнительное, сопротивление, включенное последовательно с чувствительным элементом в плечо мостовой схемы, к измерительной диагонали которой подключен, усилитель, на выходе которого установлен реверсивный двигатель, дополнительное и шунтирующее чувствительный элемент, сопротивления выполнены В иде встречно включенных переменных сопротивлений ,. движки которых связаны с валом реверсивного двигателя. На чертеже представлена принципиальная схема датчика газа. Датчик состоит из мостовой схемы, в смежные плечи которой включены идентичные по своим электротепловым параметрам измерительный 1 и компенсационный 2 чувствительные элементы и одинаковые по величине плечи 3 отношения. Для корректиров-ки нуля мост содержит нульткорректвр 4. Питание моста осуществляется от стабилизированного электрического источника 5 питания. Последовательно с измерительным элементом включено переменное дополнительное сопротивление 6, а параллельно с элементом 1 переменное шунтирукщее сопротивление 7, причем движки дополнительного и шунтируквдего сопротивлений связаны с валом реверсивного двигателя 8, установленного на рыз;оде усилителя 9, на вход которого подан .сигнал измерительной диагонали моста; Дополнительное и шунтирующее сопротивление измерительного элемента в схеме мотета включены встречно, т.е. таким образом, что при увеличении (или уменьшении) сопротивления 6, обеспечиваемого вращением вала двигателя, например, влево (или вправо), переменное шунтирующее сопротивление 7 уменьшается (увеличивается) . Компенсационный чувствительный элемент эашунтирован постоянным шунтирующим сопротивлением 10, равным сопротивлению 7 и служащим для компенсации его влиани я на режим измерительного элемента. Об измеряемой концентргщии газа судят по положению, вала реверсивного двигателя 8, движка дополнительного сопротивления б или юунтирующего переменного сопротивления 7 измерительного элемента с помсяцью указателя 11. При :отсутствид в анализируемой пробе измеряемого газового компонента измерительный и компенсационный элементы имеют одинаковую температуру и сопротивление; сигчал на измериггвл1 ной диагонали моста отсутствует и реверсивный двигатель 8 неподвижен. При этом переменные шунтирующее сопротивление 7 полностью введено, а добавочное сопротивление б полностью выведено (т.е. равно нулю), указатель 11 устанавливается на нулевой отметке гакалы. С появлением концентрации газа сопротивление чувствительного элемента 1 возрастает, при этом на выходе моста появляется сигнал разбаланса, пропорциональный концентрации газа, который усиливается усилителем 9. Реверсивный двигатель 8 приходит во вращение и уменьшает переменное шунтирукхцее сопротивление 7 до такой величины, 4TOfet температура чувствительного элемента 1 (и его сопротивление) осталась прежней. Однако при этом :уменьшится реэультирукяцее сопротивление плеча моста, состоящего из параллельно включенных .чувствительного элемента 1 и пе4земенного шунтирующего сопротивления 7, и увеличится ток через компенсационный элемент 2,.что приведет к нарушению его . теплового состояния и тем самым снизит автокомпенсационные свойства датчика.Для предотвращения этого одновременно с уменьшением переменного шунтируивдёго сопротивления 7 увеличится добавочное сопротивлени г 6, обеспгчивают шее восстановление температуры компенсационного элемента 2 до прежнего значения. Новой положение вала 8(или движков переменных сопротивлений 6 и 7) отмеченное указателем 11 на шкале, дает значение измеряемой концентрации газа.

Применение в датчике газа двух переменных сопротивлений, включенных последовательно и параллельно чувствительному элементу, позволяет существенно упростить„схему газоаназатора и удешевить его при сохра 1ении высоких автокомпенсационных свойств, обеспечиваемых сохранениеем теплового состояния как измерительного, так и компенсациоиного . увствительных элементов в процессе измерения.

Изобретение позволит улучшить контроль атмосферы р производственных процессах, улучшить технику безопасности труда.

ДАТЧИК ГАЗА, содержащий подключенную к источнику питания измерительную мостовую схему, в с tae плечи которой включены иденти ные по своим электротепловым пара метрам измерительный и компенсационный чувствительные элементы, зашунтированные одинаковыми по величине сопротивлениями дополнительное сопротивление, включенное последовательно с чувствительным элементом в плечо мостовой схемы, к измерительной , диагонали которой подключен усилитель, на выходе которого установлен реверсивный двигатель, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности и точности работы даТ чика, дополнительное и шунтируйцее чувствительный элемент сопротивления выполнены в виде встречно, включенных переменных сопротивлений, движки ко- sg торых связаны с валом реверсивного двигателя.