Газоанализатор для определения кислорода Советский патент 1961 года по МПК G01N27/72 

Газоанализаторы на кислород, основанные на явленнн термомагнигной конвекции, содержащие магнитную систему и два нагревателя, включенные но схеме моста, известны.

Предлагается газоанализатор на кислород для подвижных объектов.

Действие прибора основано на компенсации термомагнитных потоков тепловым потоком, возникающим нод действием центробежной силы.

Во вращающемся корпусе расположена магнитная система, между полюсами которой находятся чувствительные элементы, выполненные в виде трубок с двумя секциями нагревательной обмотки на каждой трубке. Секции соединены в мостовую схему, диагональные точки которой выведены через скользящие контакты и подсоединены к питанию и к усилителю.

Выходное напряжение с усилителя подается на двигатель, вращающий систему. С двигателем соединен тахогенератор, частота и напряжение которого пропорциональны содержанию кислорода в анализируемой смеси. Анализируемый газ за счет вращения корпуса засасывается в дрибор.

Принципиальным отличием предлагаемого прибора является то, что магнитная система с чувствительными элементами смонтирована на валу двигателя, напряжение на которой подается с моста, содержащего нагреватели. Такое конструктивное выполнение прибора позволяет исключить влияние угла наклона и изменения гравитационных сил, что повышает точность и надежность прибора и делает возможным его применение на движущих объектах.

На чертеже приведена схема устройства прибора.

Во вращающемся корпусе / расположена магнитная система 2, между полюса.ми которой расположены два чувствительных элемента 3, выполненных в виде тонкостенных трубок с двумя секциями нагреватель№ 142812-2

ной обмотки на каждой. Секции трубок соединены в мостовую схему, как покаэане1 н,э схеме (снрава). Диагональные точки моста выведены через скользяш ие контакты 4. К одной диагонали подводится питание Ui, другая-дйагон&51Ё соединена с входом усилителя 5, выходное напряжение .катор..огоподается на двигатель переменной скорости 6. Выходная величина датчика в видепеременного тока, напряжение и частота которого е11 кЗтся пропорционально содержанию кислорода, снимается с тахогенератора 7.

Анализируемый газ засасывается при вращении корпуса в отверстия 5 и за счет центробежной силы выбрасывается из прибора. Экраны 9 служат для обеспечения прохода газа около чувствительных элементов.

При прохождении тока через чувствительные элементы происходит нагрев газа внутри трубок и возникает термомагнитная конвекция ТМК, направленная, как показано на схеме, от магнитных полюсов.

Под влиянием конвективных потоков происходит охлаждение секций чувствительных элементов, расположенных ближе к центру, и перегрев других. Мостовая схема выходит из равновесия и появляется напряжение 8Е на выходе мостика. Усиленное напряжение попадает на двигатель и заставляет его вращаться.

Вращение системы вызывает появление тепловой конвекции 7/С за счет центробежной силы, направленной к центру вращения, т. е. навстречу термомагиптной конвекции. При определенной скорости вращения поток внутри трубки прекращается и, поскольку при этом нагрев всех четырех секций будет одинаков, наступает баланс мостовой схемы.

В результате рассмотренных взаимодействий двигатель при достаточно высоком коэффициенте усиления усилителя будет вращать систему со скоростью ш, соответствующей интенсивности термомагнитной конвекции, т. е. относительному содержанию кислорода в смеси газов 902Характеристика прибора квадратичная: ы У 9о2.

Поскольку интенсивности тепловой и термомагнитной конвекции одинаково линейно зависят от давления газа, то показания прибора оказываются независимыми от абсолютного давления. Нетрудно показать также, что поскольку в данном приборе причиной тепловой конвекции являются не гравитационные, а центробежные силы, то вследствие тепловой инерционности нагревателей, влияние изменений ускорения силы тяжести, а также влияние наклонов прибора в пространстве на его показания не будут иметь места.

Следует отметить возможность работы нрибора нри постоянной скорости вращения. Выходным параметром, при этом будет э.д.с. небаланса моста дЕ.

Предмет изобретения

Газоанализатор на кислород, основанный на использовании конвекции с компенсацией термомагнитных потоков тепловыми и содержащий магнитную систему с двумя нагревателями, включенными в мостовую схему, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности показаний, магнитная система смонтирована на валу электромотора, напряжение на который подается с моста, содержащего нагреватели.