Способ анализа газов по теплопроводности Советский патент 1988 года по МПК G01N27/18 

со

Изс бретение относится с аналитическому приборостроению, а именно к способам анализа газовых смесей по теплопроводности, и может.быть использовано при разработке цифровых универсальных термокондуктометричесг ких газоанализаторов, в частности образцовых, для аттестации поверочных бинарных и псевдобинарных газовых смесей.

Цель изобретения - повышение точности анализа.

Способ анализа газов по теплопро-г водности с использованием рабочего и компенсационного термочувствительных

заключается в балансировке моста изменением параметров его питания.. Через компенсационный термочувствитель-20 ный элемент пропускают ток заданной величины, а через рабочий термочувствительный элемент пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспоненциальному закону. Изме- 25 ряют врененной интервал с момента на чала пропускания тока до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсаРабочее 1 и компенсационные 2 термочувствительные плечи омываются одним и тем же анализируемым газом, - при этом упомянутые элементы, а также термонезависимое сопротивление 3 и емкость.4 совместно с операционным усилителем 5 образуют простейший мультивибратор,.полупериод колебаний которого.определяется временем, в течение которого.емкость 4 под воздействием напряжения на выходе опера- ционного усилителя перезарядится до напр.яжения, задаваемого на неинвертирующем входе.операционного усилителя делителем напряжения, состоящем

ционном термочувствительных элемен- 30 из компенсационного термочувстви- тах, по длительности этого времен-: тельного плеча 2 и резистора с термонезависимым сопротивлением 3, При этом сила тока, под действием которого перезаряжается емкость 4,.в течении каждого полупериода.колебаний., уменьшается по экспоненциальному закону, причем этот ток протекает через рабочее.1 и компенсационное 2 термочувствительные плечи, зависит . от состава анализируемого газа и от. силы тока, протекающих через них. При изменении состава анализируемот го газа тепловое состояние (величина сопротивления) рабочего термочувствительного плеча 1 изменяется сильнее, чем компенсационного.2, Это., происходит потому, что начальная, температура рабочего.термочувствительного элемента 1 выше,.чем компенсационного плеча 2 из-за.выполнения компенсационного элемента путем пат. раллельного соединения термоэлемент. тов аналогичных рабочему. Кроме.тот го, сила тока, протекающая через. рабочее плечо 1, а следовательно,.и. выделяющаяся в нем джоулева теплота, уменьшается во времени в течение полупериода по экспоненциальному закону.

ного интервала определяют концентрацию анализируемого газа,

На чертеже показана схема, поясняющая способ, .

Измерительная мостовая схема содежит рабочее.1 и компенсационное 2 термочувствительные плечи, причем компенсационное плечо вьшолнено в виде параллельного соединения h термочувствительных элементов, идентичных рабочему. Температура рабочего элемента выше компенсационных элементов и степень его пере грева определяется значением h, сопротивлением 3, емкостью 4, а также.текущим временем, так как сила.тока, протекающая через рабочий элемент, уменьшается периода чески во времени по экспоненциальному закону, В измерительную диагональ моста.включены входы операционного усилителя 5, при этом инвертирующий вход соединен с плечом развертки, образованным емкостью 4 и с рабочим плечом. 1, а неинвертирующий вход со

единен с плечом, образованным постоянным термонезависимым сопротивлением 3, и с компенсационным плечом. Выход операционного усилителя 5 под

ключен к диагонали питания моста и к измерителю 6 интервала времени, либо к частотомеру.

Рабочее 1 и компенсационные 2 термочувствительные плечи омываются одним и тем же анализируемым газом, что исключает необходимость применения компенсационных элементов с заполнением газами сравнения и обеспечивает универсальность прибора.

Устройство, реализующее способ, работает.следующим образом,

Рабочее 1 и компенсационные 2 термочувствительные плечи омываются одним и тем же анализируемым газом, - при этом упомянутые элементы, а также термонезависимое сопротивление 3 и емкость.4 совместно с операционным усилителем 5 образуют простейший мультивибратор,.полупериод колебаний которого.определяется временем, в течение которого.емкость 4 под воздействием напряжения на выходе опера- ционного усилителя перезарядится до напр.яжения, задаваемого на неинвертирующем входе.операционного усилителя делителем напряжения, состоящем

0 из компенсационного термочувстви- тельного плеча 2 и резистора с термо0

5

5

0

5

независимым сопротивлением 3, При этом сила тока, под действием которого перезаряжается емкость 4,.в течении каждого полупериода.колебаний., уменьшается по экспоненциальному закону, причем этот ток протекает через рабочее.1 и компенсационное 2 термочувствительные плечи, зависит . от состава анализируемого газа и от. силы тока, протекающих через них. При изменении состава анализируемот го газа тепловое состояние (величина сопротивления) рабочего термочувствительного плеча 1 изменяется сильнее, чем компенсационного.2, Это., происходит потому, что начальная, температура рабочего.термочувствительного элемента 1 выше,.чем компенсационного плеча 2 из-за.выполнения компенсационного элемента путем пат. раллельного соединения термоэлемент. тов аналогичных рабочему. Кроме.тот го, сила тока, протекающая через. рабочее плечо 1, а следовательно,.и. выделяющаяся в нем джоулева теплота, уменьшается во времени в течение полупериода по экспоненциальному закону.

В моменты времени, когда.напряжение на элементе 4 становится равным падению напря кения на сопротивлении 3, происходит переключение операционного усилителя. В результат этого возникают периодические колебания, полупериод которых функционально связан с концентрацией анализируемого газа. Длительность этого полупериода измеряется измерителем интервала времени, который отградуирован в единицах концентрации анализируемого газа.

Формула изобретения Способ анализа газов до теплопроводности с использованием рабочего и

компенсационного термочувствительных элементов, включенных в плечи моста, заключающийся в балансировке моста изменением параметров его питания , отличающийся тем, что, С целью повышения точности анализа, через компенсационный элемент пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспоненциальному закону, и измеряют временной интервал с момента начала пропускания тока до- момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном термочувствитель-. ных элементах, по длительности этого временного интервала определяют концентрацию анализируемого газа.

Изобретение относится к. области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке цифровых универсальных термокондуктометрических газоанализаторов. Целью изобретения является повышение точности анализа из-за увеличения чувствительности и получения сигнала в цифровой форме. Способ анализа газов предполагает использование работ чего и компенсационного термочувствительных элементов (ТЧЭ), которые включены в мостовую схему, при этом через компенсационный ТЧЭ пропускают ток заданной величины,.а через рабочий ТЧЭ пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспо- нендионному закону, и измеряют временной интервал с момента начала пропускания Тока.до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном ТЧЭ. 1 ил. с S л с