Устройство для избирательного контроля горючих газов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/16 

1 Изобретение относится .к газоана литическим приборам, а именно к приборам термохимического контроля газов, и предназначено для определения содержания горючих газов смеси при точном избирательном газоопределении . Целью изобретения является повы шение точности избирательного газо определения и увеличение срока службы чувствительных элементов, На чертеже изображена функционально-блочная схема устройства с детализацией элементов резисторных мостов. Устройство для избирательного контроля горючих газов содержит включенные в резисторные мосты 1 и 2 активный 3 и компенсационный 4 термоэлементы, две дифференциаль ных усилителя 5 и 6, подключенные к измерительным диагоналям мостов Регулятор 7 питания соединен входо с выходом дифференциального усилителя 5, а выходом - с ветвями активного и компенсационного термоэлементов. Источник 8 опорного напряжения соединен со сравнительн ми ветвями резисторных мостов. Устройство содержит снабженный пороговым устройством регулятор 9 опорного напряжения, соединенный входом с выходом дифференциального усилителя 6, регулятор 10 баланса в сравнительной ветви резисторного моста активного термоэлемента, второй компенсационный термоэлемент 11, включенный в мостовую резисторную схему мост 12. Дифференциальный усилитель 13 подключен входами к измерительной диагонали мостовой схемы 12, а выходом - к регулятору 14 питания резисторного моста второго компенсационного тер моэлемента 11. Измерительный прибор 15 подключен к средним точкам ветвей компенсационного и второго компенсационного термоэлементов. Устройство снабжено источником 16 питания. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, т.е. при отсутствии горючего газа, температура элементов 3, 4 и 11 равна между собой и определяется величиной опорного напряжения источника опорного напряжения 8 и соотношени 82 ем сопротивлений сравнительных ветвей резисторных мостов. При появлении измеряемого газа и окислении его на активном термоэлементе усилитель 5 через регулятор 7 питания уменьшает напряжение питания таким образом, чтобы температура элемента 3 оставалась постоянной. При этом понижается напряжение питания на компенсационном термоэлементе 4, температура его понижается. Сигнал разбаланса резисторного моста компенсационного термоэлемента 4 через усилитель 6 поступает на вход регулятора 9 опорного напряжения. Однако за счет наличия порогового устройства регулятор 9 опорного напряжения на сигнал усилителя 6 не реагирует. В это же время усилитель 13 через регулятор 14 поддерживает заданную температуру второго компенсационного термоэлемента 11, При достижении нижнего предела диапазона измерения и дальнейшем увеличении концентрации измеряемого газа срабатывает пороговое устройство и регулятор опорного напряжения уменьшает напряжение 11,(, и (. на сравнительных ветвях активного 3 и компенсационного 4 термоэлементов, что приводит к фактическому снижению температуры активного термоэлемента. Поскольку при этом снижается также и напряжение питания компенсационного термоэлемента, сигнал разбаланса на входе усилителя 6 возрастает, передается на вход регулятора 9 опорного напряжения и приводит к дальнейшему уменьшению опорного напряжения 1| . , в итоге активный термоэлемент 3 должен снизить температуру, так, чтобы работать на границе каталитического окисления. Чтобы предотвратить выход активного термоэлемента на границу термокаталитического окисления , в сравнительную ветвь моста активного термоэлемента включен регулятор 10 баланса. В результате этого скорость изменения опорных напряжений в точках А и В различна, т.е. изменение опорного напряжения приводит к изменению опорных напряжений Ojf и U на различную величину, причем (2с этом случае мост компенсационного термоэлемента 4 быстрее достигает баланса, прекращая

3

уменьшение опорного напряжения. Таким образом, изменяя величину 10, можно регулировать величину дополнительного теплопритока Q , в том числе и обеспечить режим Q Q consi, где Q заданная величина теплопритока на активном элементе 3. До достижения теплопритока равного Q поддерживается постоянная температура элемента 3, а при достижении теплопоитока равного Q j величину теплопритока по1щерживают постоянной за счет снижения температуры элемета 3. Величину Q задают соответствующей нияшей границе диапазона измеряемых концентраций.

Выходной сигнал, пропорциональный концентрации измеряемого газа определяют по изменению напряже886184

ния (мощности) компенсационного термоэлемента 4 относительно его начального значения. Наличие второго компенсационного термоэлемента 11 и неизменное опорное напряжение в сравнительной ветви обеспечивают наличие опорной точки С, относительно которой определяют мощность нагрева термоэлементов,

10 величину дополнительного теплопритока, изменение температуры термоэлементов .

Величины Q , начальную температуру термоэлементов предваритель 5 но рассчитывают, исходя из состава анализируемой смеси, выходных характеристик термоэлементов и уточняют градуировку и настройку устройства пропусканием через него

2Q калиброванных смесей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее включенные в резисторные моЁты активный и компенсационный термоэлементы, два дифференциальных усилителя, подключенные к измерительным диагоналям мостов .регулятор питания соединенный входом с выходом дифференциального усилителя резисторного : моста активного термоэлемента, а выходом - с ветвями активного и компенсационного термоэлементов, источник опорного напряжения, соединенный со сравнительными ветвями резисторных мостов, и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности избирательного газоопределения, оно содержит снабженный пороговым устройством регулятор опорного напряжения, соединенный входом с выходом подключенного к измерительной диагонали резисторного моста компенсационного термоэлемента дифференциального усилителя, регулятор баланса в сравнительной ветви резисторного моста активного термоэлемента, второй компенсационный (Л термоэлемент, включенный в мостовую резисторную схему, третий дифференциальный усилитель, подключенный входами к измерительной диагонали, а выходом - к регулятору питания резисторного моста второго компенсационного термоэлемента, а измерительньш прибор подключен к средним 00 О) точкам ветвей компенсационных термоэлементов . 00