Сравнительный элемент термохимического датчика Советский патент 1989 года по МПК G01N27/16 

Нзобретение относится к анализу газовых сред и может найти примене- ние в паре с измерительным элементом в термохимическом датчике.

Цель изобретения - повышение компенсационных свойств сравнительного элемента.

На фиг,1 изображен сравнительный элемент термохимического датчика, сечение в плоскости, параллельной оси нагревательной спирали; на фиг,2- графические зависимости, поясняющие влияние факторов на компенсационные свойства в мостовой измерительной схеме, смежными плечами которой являются измерительный и сравнительный элементы, где ось абсцисс температура анализируемой среды, а ось ординат - разбаланс измерительного моста, выраженный в единицах концентрации анализируемого газа - этанола, в % НКНВ (нижний концентрационный предел воспламенения),

Сравнительный элемент термохимического датчика состоит из нагревательной спирали 1 соленоидальной формы, носителя 2 со слоями 3 связующего стекла зачерняющего слоя 4, дезактивирующего слоя 5, выполненного .из борфтористого калия. Носитель 2 выполнен из г.амма-оксида алюминия и диоксида олова, В кем гамма- оксид алюминия менее плотный и менее теплопроводный материал по сравхсд

3 -14

нению с материалом измерительного элемента. Диоксид олова является более плотным и теплопроводным компонентом,

Слой 3 получен J, нагфимер, нанесением на носитель исидкого стекла, высуишванием и нагреванием его до расплавления стекла.

Зачерняющий слой 4 выполнен из феррита кобальта (CoFej O) и может быть получен из раствора хлоридов железа и кобальта, который наносят на слой 3 и нагревают, спекая образующиеся оксиды железа и кобальта, или нанесением готовой суспензии порошка феррита кобальта.

Слой 5 получают из раствора бор- фтористого калия (KBF).

При осуществлении изобретения необходимо изготовить сравнительные элементы, идентичные по тепловым характеристикам измерительному элементу, который имеет следующие параметры: нагревательная спираль изготовлена из пластшювого микропровода диаметром, 0,03 мм, число винтов ,llf75 с диаметром 0,64 мм; носитель шарообразной формы диаметром 1,2 - 1,4 мм изготовлен из гамма-оксида алюминия и диоксида олова, взятых в соотношении 3;2 мае.ч; носитель активирован платиной и палладием, осаж- деиными из растворов хлоридов этих металлов, путем трехкратного нане- сения раствора хлоридов

0,1 PtCl4 + 0,4 г PdCl + + 5 : .

Электрическое сопротивление нагревательной спирали при 20 С 4,2 Ом в рабочем состоянии при нагреве током накала 0,18 А - от 10,5 Ом (в зависимости от размеров носителя которые имеют технологический разброс от образца к образцу).

Компенсационные свойства сравнительного элемента при одинаковых указанных) размерах носителей и параметрах нагревательной спирали зависят от соотношения количества гамма-оксида алюминия и диоксида олоза в носителе, т.е, от его теплопроводности, а при повьшенной температуре анализируемой среды также и от черноты поверхности.

На фиг.2, зависимости представлен в виде семейств кривьи. Семейства кривых 6-8 отвечают парам элементов, в которых слои 3-5 сравнительного элемента выполнены по одинаковой технологии, а носители 2 отличаются по соотношению количества оксидов алюм1ння и олова.

Кривые 6 соответствуют сравнительным элементам с таким же соотношением оксидов алроминия и олова, как и в измерительном элементе (3:2). Кривые 7 соответствуют сравнительным элементам, в которых диоксид олова отсутствует, а кривые 8 - сравнительны элементам с подобранным оптимальным отношением оксидов алюминия и олова 6:1.

Кривые 9 соответствуют сравнительным элементам, изготовленным по из- )Вестному способу.

На фиг, 2 для ка5)с,цого семейства Кривых указано отношение диаметров сравнительного и измерите1;;:.но го элементов, указываощее, в каком отношении изменяются плотности (теплопроводности) соответствующих элементов относительно плотности измерительного элемента.

Из кривых 6 следует, что слои 4 и 5 в судественно повышайт плотность и дают большие уходь; нулевого уровня при повыв ении температуры.

Для повышения компенсаци онных свойств.подбирают соотношение материалов с высокой и низкой теплопроводностью (в данном случае rar-wa- . оксид алюминия и диоксид олова)

Для описанного примера оптималь - ным их. отношением является 6:1 .мас„ч так как дальнейшее уменьшение диоксида олова (фиг.2; кривые 7) ухудшает компенсационные свойства сравнительного элемента.

Таким образом, графические зависимости у сазывают непосредственно на достигнутый эффект повышения компенсационных свойств сравнительного элемента - уменьшение ухода нулевого уровня при повышении температуры анализируемой среды от нормальной до 200°С.

Формул аЛ изобретени

Сравнительный элемент термохимического датчика, состоящий из нагревательной спирали, носителя из материалов с меньшей и большей, чем у

Изобретение относится к анализу газовых сред и может быть использовано в паре с измерительным элементом в термохимическом датчике. Целью изобретения является повышение компенсационных свойств сравнительного элемента. Сравнительный элемент термохимического датчика состоит из нагревательной спирали, носителя, изготовленного из материалов с меньшей и большей, чем у измерительного элемента, теплопроводностью, зачерняющего слоя и слоя, дезактивирующего каталитическую активность к анализируемым горючим газам. В качестве материалов носителя использованы гамма-оксид алюминия и диоксид олова, соотношение которых подобрано с учетом влияния на теплорассеивание зачерняющего и дезактивирующего слоев, изготовленных соответственно из феррита кобальта и борфтористого калия. 2 ил.

i

s

I

«j,,

.

Ptfs.;

/ -- lOul

г

Фие.1