Термокондуктометрический газоанализатор Советский патент 1986 года по МПК G01N27/14 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к измерительным преобразователям кон центрации компонентов газовых смесей по теплопроводности, и может найти применение для анализа состава многокомпонентных газовых смесей как в научных исследованиях, так и в системах газоаналитического контроля различных технологических процессов.,

Цель изобретения - повышение быст ройдействия и точности анализа много компонентной смеси переменного состава термокондуктометрическогр газоанализатора,

Газоанализатор состоит из двух параллельных ветвей, первая из которых образована последовательным соединением дросселя 1 , поглотитель - ного сосуда 2, дросселя 3 и тепловой ячейки 4 с чувствительным элементом, а вторая ветвь образована последовательным соединением дросселя 5, компенсационного сосуда 6, дросселя 7 и тепловой ячейки 8 с чувствительным элементом. Дроссели вьшолнены отднотипными. Идентично выполненные дроссели 1 и 5 подсоединены к стабилизатору 9 абсолютного давления после себя, установленному на входе в газоанализатор. Однотипные тепловые ячейки 4 и 8 подсоединены к стабилизатору 10 абсолютного давления до себя, установленному на выходе газоанализатора. Термочувствительные элементы включены в электрическую мостовую измерительную схему с вторичным црибором 1, Поглотительный сосуд 2 выполнен в виде химико-сорбцион- ной камеры, заполненной реагентом, удаляющим определяемый компонент из анализируемой смеси. Компенсационный сосуд 6 выполнен аналогично поглотительному по газодинамическим характеристикам (емкость и газодинамическое сопротивление), однако заполнен веществом близким по своим физическим свойствам к реагенту поглотительного сосуда 2, но не поглощающим компонентов анализируемой jгазовой смеси. Таким образом тепловые ячейки подключены после второго по ходу движения среды дросселя каждой ветви (см. чертеж) .

Термокондуктометрический газоанализатор работает следующим образом.

12494262

Анализируемая газовая смесь, пройдя через стабилизатор 9 абсолютного давления после себя, на выходе которого поддерживается посто5 янным давление питания, раздваивается на два потока и одновременно поступает на дроссели 1 и 5. После этого один из потоков проходит последовательно поглотительный сосуд

10 2, дроссель 3 и тепловую ячейку 40 а другой - компенсационный сосуд 6, дроссель 7 и тепловую ячейку 8. Затем опять формируется общий поток смеси, он поступает ни стабилизатор

tS 10 абсолютного давления до себя, на входе которого поддерживается постоянным давление газовой смеси, ,и сбрасывается в атмосферу.

При нулевой концентрации опреде20 ляемого компонента через обе тепловые ячейки газоанализатора протекает одна и та же газовая смесь (сопутствующий компонент), термочувствительные элементы, разогреваемые про25 ходящим по ним током, охлаждаются потоком газа одинаково и их температуры, а следовательно, и электрические сопротивления также одинаковы и выходной сигнал газоанализатора

30 р ав ен нулю.

При изменении состава сопутствующего газа изменяются плотность, вяз- кость и показатель а циабаты смеси, протекающий через анализатор. Это

, приводит к изменению газодинамических сопротивлений дросселей обеих ветвей газоанализатора, в результате чего изменяется скорость протекания газа через тепловые ячейки. Кро.- ме того, изменяются также теплоемкость и теплопроводность смеси. В результате изменения всех этих факторов изменяются, электрические сопротивления термочувствительных эле., ментов. Однако ввиду идентичности дросселей и однотипности тепловых ячеек электрические сопротивления термочувствительных элементов каждой ветви изменяются на одинаковую величину и выходной сигнал газоанализатора не изменяется. Такое же явление имеет место и при изменении температуры, давлений питания газовой смеси и напряжения питания термочувствительных элементов.

55

При появлении в газовой смеси определяемого компонента электрическое сопротивление чувствительного элеПри появлении в газовой смеси определяемого компонента электрическое сопротивление чувствительного элемента тепловой ячейки 8 ветви с компенсационным сосудом 6 изменяется лишь в зависимости от изменения теп- лo(Jизичecкиx параметров газовой смеси, а электрическое сопротивление чувствительного элемента тепловой ячейки 4 ветви с поглотительным сосуде 2 - от изменения расхода газа, обусловленного поглощением определяемого компонента, а также измене- нием теплофизических параметров. Поэтому электрические сопротивления чувствительных элементов обеих тепловых ячеек изменяются, С увеличением концентрации определяемого компонен- та разность указанных электрических сопротивлений, а следовательно, и выходной сигнал газоанализатора, увеличивается, т.е. имеется однозначная зависимость между концентрацией определяемого компонента и выходным Сигналом газоанализатора.

При одновременном изменении концентрации определяемого компонента и состава сопутствующих компонентов ( а также температуры, давлений питания анализируемого газа, напряжения питания термочувствительных элементов газоанализатора) выходной сигнал газоанализатора, как и в предыдущем случае, также является функцией лишь

Составитель В.Ексеев Редактор Е.Папп Техред Г.ГерберКорректорМ.Демчик

Заказ 4229/45Тираж 77 8Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграс вгаеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

концентрации определяемого компонента и не зависит от состава сопутствующего газа или других неинфор- мативных параметров.

Формула изобретения

Термокондуктометрический газоанализатор, содержащий однотипные тепловые ячейки с чуЪствительными элементами, включенными в электрическую измерительную схему с вторичным прибором, газодинамические дроссельные элементы, соединенные попарно в две ветви, в одну из которых между дросселями включен поглотительный сосуд, а также стабилизаторы абсолютного давления анализируемой среды на входе в газоанализатор и на выходе из него, отличающийся тем, что, с целью повышения быстр.о- действия и точности анализа многокомпонентной смеси , между дросселями второй ветви включен компенсационный сосуд, а тепловые ячейки подключены после второго по ходу движения среды дросселя каждой ветви, причем газодинамические характеристики (сопротивления и емкости) поглотительного ,и компенсационного сосудов выполнены равными, а дроссели - однотипными.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к измерительным преобразователям концентрации компонентов газовых смесей по теплопроводности. Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности анализа многокомпонентной смеси переменного состава. Термокон- дуктометрический газоанализатор содержит однотипные тепловые ячейки (Я) с чувствительными элементами, включенными в электрическую измерительную схему с вторичным прибором, дроссели (Д), компенсационный и поглотительный сосуды (С), а также стабилизаторы абсолютного давления анализируемой среды на входе в газоанализатор и на выходе из него. Газоанализатор выполнен в виде двухпарал- лельных ветвей, в одной из которых установлены последовательно соединенные Д, поглотительный С, Д и тепловая Я, а в другой - последовательно соединенные Д, компенсационный С,, Д и тепловая Я. 1 ил. (Л to со 4 Од