Чувствительный элемент галогенного течеискателя Советский патент 1986 года по МПК G01M3/00 

to

САЭ 1 С71

Изобретение относится к испытательной технике, а. именно к чувствительным элементам галогенных течеискателей, принцип действия которых основан на изменении тока эмиссии положительных ионов с нагретой платиновой поверхности в присутствии галогенов.

Известен чувствительный элемент галогенного течеискателя содержащий платиновый спиральный анод и расположенный коаксиально с ним катод, выполненный в виде отрезку платиновой проволоки 1 ,

Недостаток такого элемента состоит в том, что при рабочих температурах анода 850-950 С происходит разложение галогенорганических соединений применяемых в качестве пробных, с образованием веществJ которые сорбируясь на аноде, вызывают разрушение его структуры, В результате ухудшается стабильность работы течеискателя и сокращается его срок службы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чувствительный элемент галогенного течеискателя, содержащий платиновый спиральный анод и расположенный коаксиально с ним катод 2 .

Недостатком известного решения , являются низкие долговечность и надежность, обусловленные ухудшением со временем структуры анодаj в результате чего чувствительный элемент отравляется,, теряется чувствительность течеискателя. Для ее .восстановления требуется длительная тренировака элемента при более высоких температурах.

Цель изобретения - повышение долговечности и надежности путем уменьшения отравления.

Указанная цель достигается тем, что в чувствительном элементе галогенного течеискателяр содержащем платиновый спиральньш анод и расположенный коаксиально с ним катод, анод выполнен в виде двух последовательно соединенных разнотемпературных участков, участок с большей температурой предназначен для размещени у входного отверстия датчика течеискателя, катод размещен на участке анода с меньшей.температурой, а чувствительный элемент спабзкен термоизо59лятором, размещенньк4 в месте соединения участков анода.

Кроме того, чувствительный элемент снабжен стабилизатором температуры, связанным с участком анода с меньшей температурой.

На фиг. 1 схематически представлена конструкция чувствительного элемента галогенного течеискателя; на фиг.2 и 3 - принципиальные электрические схемы, иллюстрирующие его работу; на фиг. 4-7 - возможные варианты выполнения чувствительного элемента.

Чувствительный элемент содержит платиновый спиральный анод, выполненный в виде двух последовательно соединенных разнотемпературных участков: с большей температурой 1 и с меньшей температурой 2, катод 3 охватывающий участок 2 анода с меньшей температурой и термоизолятор 4, размещенный в месте соединения участков и 2 анода. Принципиальная электрическая скеа (фиг.2) содержит анод, имеющий частки 1 и 2, концы которых соединены с источником 5 накального напряжения, катод 3, источник 6 питания

катода 3 и прибор 7 для регистрации ионного тока участка 2 анода.

Принципиальная электрическая схема (фиг.З) содеришт анод, участки 1 и 2 которого соединены с различными

источниками 5 и 8 накального напряжения, создающими различную температуру участков 1 и 2, катод 3, источник 6 питания катода 3 и прибор 7 для регистрации ионного тока участка 2

анода.

Чувствительные элементы (фиг.1,4 и 5) работают с электрической схемой фиг. 2j а чувствительные элементы, представленные на фиг.6 и 7, - со

схемой фиг. 3.

В чувствительном элементе (фиг.1) более высокая температура участка 1 анода обеспечивается тем, что шаг навивки спирали на этом участке меньше шага навивки спирали на участке 2, При этом .катод 3 охватывает участок 2 анода.

Чувствительный элемент (фиг.4) содержит анод, участок 1 которого

имеет меньший диаметр спирали,, чем участок 2j а катод 3 выполнен в виде отрезка проволоки, помещенной внутри анода по его оси на длину учас3тка 2. Пространство между спиралями участков анода заполнено пористым диэлектриком 9, например, у - окисью алюминия.. Термоизолятор 4, размещен ный в месте соединения участков 1 и 2 анода, выполнен в виде обмазки из непористой керамики. В чувствительном элементе .(фиг.5 термоизолятор 4 выполнен в виде керамической панели, на которой свобо ным концом.закреплен катод 3. В пан ли выполнены отверстия 10 для прохода газа. Участок 2 анода снабжен стабилизаторами 11 температуры, выполненными в виде отрезков платиновой проволоки, снижающими и выравни вающими температуру по длине участка 2. Чувствительный элемент (фиг.6) снабжен выводом 12, прикрепленным к аноду в месте соединения участков 1 и 2 и обеспечивающим возможность раздельного питания участков анода. В чувствительном элементе (фиг.7 участки 1 и 2 анода навиты на выполненный из керамики полый цилиндричес кий стержень 13, внутри которого пропущен стержень 14, благодаря чему снижается потеря тепла через него, а также выравнивается температура участка 2 анода. Конструктивные параметры чувствительного элемента (величина шага навивки спирали участков анода, диа59. 4 метр спирали и др.) определяются расчетом из условия получения температуры на участке 1 анода величиной 1000-1400 0, а на участке 2 - 500700С. Чувствительный элемент работает следующим образом. При прохождении анализируемого газа через участок 1, нагретый до 1000МОО С, происходит разложение гапогенорганических соединений до углекислого газа, воды и галогенов. Галогены, попадая в пространство между участием 2 анода и катодом 3, вызьтают изменение ионного тока с поверхности анода, регистрируемое с помощью прибора 7-, При этом изменение поверхностной эмиссии положительных ионов происходит только на участке 2 анода при 500-700 С, благодаря чему предотвращается разрушение структуры платиновой спирали. В месте соединения участков t и 2, где анод нагрет до 850-930 С, его разрушению препятствует термоизолятор 4. Изобретение позволяет повысить стабильность работы и увеличить срок чувствительного элемента, а следовательно, надежность работы и долговечность галогеннлго течеискателя, кроме того, сокращает расход дефицитного драгметалла - платины.

6

-1«Ь

Фиг.г

Ilh

-dr-5

J Т

- - г - Чп+

ГА

-i-5

1. ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГАЛОГЕННОГО ТЕЧЕИСКАТЕЛЯ, содержа- . щий платиновый спиральный анод и расположенный коакснально с ним катод, отличающийся тем, что, с целью повьшения долговечности и надежности путем уменьшения отравле НИН, анод выполнен в виде двух последовательно соединенных разнотемпературных участков, участок с большей температурой предназначен для размещения у входного отверстия датчика течеискателя, катод размещен на участке анода с меньшей температурой, а чувствительный элемент снабжен термоизолятором, размещенным в месте соединения участков анода. 2. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен стабилизатором температуры, W связанным с участком анода с меньшей температурой.

Jt7f/e.

фиг.5

J L.

Фие, 7

фиг. 6