Способ проверки сбалансированности терморезистивных анализаторов Советский патент 1992 года по МПК G01N27/18 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а точнее к технологии изготовления и проверки телловых приборов, в которых чувствительными и сравнительными элементами являются нагретые терморезисторы,

К данному классу приборов могут быть отнесены термохимические, полупроводниковые, термомагнитные и термо- кондуктометрические газоанализаторы, термоанемометрические измерители давления и расходомеры и т.д., в которых используются в качестве чувствительных элементов терморезистивные элементы. Проверка сбалансированности (идентичности тепловых характеристик) ,элементов является неотъемлемой частью изготовления указанных выше приборов, от качества которой зависят метрологические характеристики приборов.

. Суть проверки сбалансированности заключается в подборе идентичных активного и сравнительного элементов при воздействии на них различных внешних факторов (температура, давление окружающей газовой среды, теплопроводность .неинформативных газов).

Известен способ проверки сбалансированности терморезистивных анализаторов, включающий изменение теплопередачи ячеек за счет изменения температуры и сравнения сигналов, полученных на выходе схемы анализатора до и после этого изменения при значении измеряемого параметра ниже порогового значения.

Данный способ не обеспечивает необходимую точность проверки сбалансированности терморезистивных элементов, так как на изменение теплопередачи путем изменения температуры не влияют состояние поверхности и форма терморезистивных элементов и присутствие в объеме посторонних газов. А в условиях внешнего воздействия эти факторы могут оказать существенное действие. Кроме того, требуются большие затраты времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, согласно которому проверку сбалансированности терморезистивных элементов

Ё

-Ч

N3 00

-ч

Ov Ы

определяют при изменении состава газовой среды, в которой находятся элементы.

Способ не обеспечивает проверку сбалансированности терморезистивных элементов, предназначенных для работы их в широком диапазоне влияющих факторов (температура, давление окружающей среды, теплопроводность неинформативных сопутствующих газов и т.д.), так как изменение теплопроводности газовой среды за счет изменения ее состава возможно только введением газов с высокой теплопроводностью (гелий, водород). Введение газов с высокой теплопроводностью увеличивает теплоотдачу с терморезистивных элементоа, что приводит к их охлаждению. Таким образом, обеспечивается проверка сбалансированности терморезистивных элементов только в узком диапазоне изменения влияющих факторов и, кроме того, требуются разные по составу газовые смеси, что увеличивает трудоемкость и стоимость изготовления терморезистивных элементов.

Цель изобретения - повышение точности проверки сбалансированности терморезистивных элементов при работе их в широком диапазоне влияющих факторов и уменьшение себестоимости изготовления. ..

Поставленная цель достигается тем, что изменение теплопередачи осуществляется путем изменения давления газовой среды с высокой теплопроводностью.

Существенными отличиями изобретения являются воздействие на элементы газовой среды с высокой теплопроводностью при последующем уменьшении ее давления.

Способ проверки сбалансированности терморезистивных элементов осуществляют следующим образом.

Сначала подают на элементы газовую смесь с высокой теплопроводностью и при нормальном давлении. Вследствие этого происходит увеличение теплоотдачи с элементов, а соответственно, и их охлаждение. Затем понижают давление этой же газовой смеси. Вследствие уменьшения давления смеси уменьшается теплопроводность, что приводит к уменьшению теплоотдачи с элементов, а соответственно, и к их разогреву. Таким образом, выбирая заранее начальный состав газовой смеси и диапазон изменения ее давления, можно проверить сбалансированность терморезистивных элементов практически во всем требуемом диапазоне влияющих факторов.

Например, проверку сбалансированности термохимического газоанализатора можно провести в смеси воздуха и 10 об.% гелия при нормальном и пониженном

мм рт.ст. давлении. Считается сбалансированным газоанализатор, когда напряжения с измерительной диагонали моста или отдельно с элементов идентичны при нормальном и

пониженном давлениях газовой смеси.

Более качественная проверка сбалансированности терморезистивных элементов объясняется следующим:

в процессе проведения всего цикла проверки не изменяется состав газовой среды; учитывается состояние поверхности, материал, размеры и конфигурация терморезистивных элементов, так как передача тепла молекулами газа от нагретого тела

при пониженном давлении зависит от указанных выше параметров.

Для проверки по данному способу не требуются разные по составу газообразные среды, что уменьшает трудоемкость и стоимость изготовления элементов.

На чертеже изображена схема установки для осуществления способа проверки сбалансированности терморезистивных элементов.

Установка состоит из герметичной камеры 1, в которой установлены ячейки с элементами 2, с подключенными к ней через газовые вентили 3 и 4 вакуумным насосом 5 и емкостями 6 с газовой смесью высокой

теплопроводности и непосредственно вакуумметром 7. Камера 1 имеет сообщение через газовый вентиль с окружающей средой. Терморезистивные анализаторы 2 устанавливаются в камеру 1, вакуумным насосом 5 доводят давление внутри камеры 1 до 0,1 мм рт.ст. Затем открывают вентиль 3, через который в камеру 1 подается газовая смесь высокой теплопроводности (например, для термохимических анализаторов это

смесь воздуха и 10 об.% гелия), и доводят давление до нормального, фиксируя последнее по вакуумметру 7. Закрывают вентиль 3 и включают источник 8 питания, подающий напряжение на анализаторы 2. По истечении

времени, необходимого для установления теплового равновесия на анализаторах 2, фиксируют напряжение с них регистратором 9, Затем вакуумным насосом (открыв вентиль 4), доводят давление газовой смеси

в камере 1 до 0,1 мм рт.ст, и фиксируют при этом давлении регистратором 9 напряжение с анализаторов. Через газовый вентиль 10 камера сообщается с окружающей средой для подачи воздуха в камеру 1 или удаления газовой смеси из нее. Сообщение камеры 1 с окружающей средой позволяет создавать газовые смеси в ней с различной теплопроводностью, имея только один газ с высокой теплопроводностью и со 100 об.%

путем ее разбавления воздухом через газовый вентиль 10.

Таким образом, в отличие от известного предлагаемый способ позволяет провести проверку сбалансированности терморези- стивных элементов для использования в широком диапазоне изменения влияющих факторов и при этом снизить трудоемкость изготовления элементов.

Формула изобретения

0

Способ проверки сбалансированности терморезистивных анализаторов, находящихся в ячейках, соединенных по дифференциальной схеме измерения, заключающийся в изменении теплопередачи в ячейках и сравнении сигналов с них до и после этого изменения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности проверки при воздействии влияющих величин в широком диапазоне, изменение теплопередачи осуществляют путем изменения давления газовой среды с высокой теплопроводностью.

Использование: аналитическое приборостроение, в частности технология изготовления тепловых приборов. Сущность изобретения: изменение теплопередачи осуществляется путем изменения давления газовой среды с высокой теплопроводностью, 1 ил.