УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ В ГАЗАХ Советский патент 1965 года по МПК G01W1/11 G01N27/42 

Данное изобретение относится к кулонометрическим влагомерам.

Известно кулоноыетрическое устройство для определения влаги в газах. Датчик известного устройства выполнен в виде трубки, содержащей сердечник из тефлона. Сердечник имеет глубокую винтовую нарезку, внешний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубки. Углубления нарезки образуют спиральный газопровод, по которому проходит анализируемый газ. По дну газопровода на сердечник бифилярно навиты две металлических спирали, являюид,иеся электродами. Сердечник вместе с электродами покрывает гигроскопическая пленка (частично гидратированный фосфорный ангидрид), получаемая путем нанесения на сердечник водного раствора фосфорной кислоты с последующим удалением воды с помощью электролиза.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Тефлон является гидрофобным материалом, вследствие чего водный раствор фосфорной кислоты не образует на нем однородного слоя, а собирается каплями, что ведет к образованию неравномерной по толщине гигроскопической пленки. Неоднородность пленки нарушает плавность работы аппарата и увеличивает его инерционность. Ввиду того, что попарные витки электродов разграничены тефлоновыми выступами.

уменьшается полезная площадь сердечника, занятая электродами, и замедляется электролиз, так как последний происходит только между двумя параллельными витками, в то время как при отсутствии разграничительных выступов каждый электрод взаимодействовал бы с двумя соседними.

Гигроскопическая пленка на винтовых направляющих выступах затрудняет электролиз

той части влаги, которая поглощена удалепными от электродов участками пленки, вследствие чего увеличивается как время подготовки датчика, так и его инерционность. Предлагаемое устройство отличается от

известного тем, что сердечник трубки датчика выполнен из молибденового стекла и имеет бифилярно расположенные желобки для электродов. Такое выполнение сердечника позволяет получать по всей его поверхности

однородную гигроскопическую пленку.

Для ускорения электролиза поглощенной воды расстояния, отделяющие каждый виток электродов от двух соседних, одинаковы по всей длине сердечника.

На сердечник с электродами навита в обратном направлении к электродным спиралям снабженная органической изоляцией проволока, диаметр которой равен зазору между сердечником и внутренней стенкой

датчике и, тем самым, спосоостьует оолее полному поглощению влаги из газа.

Для сигнализации о иревышении допустимой влажности газов в измерительиую схему устройства введены усилитель постоянного тока на триоде и звуковой сигнализатор, в цепв которого включены контакты реле, установленного в цепи коллектора триода.

В предлагаемом устройстве вход н выход регулятора расхода подсоедииены к дифференциальному ртутному манометру, снабженному контактами, замыкаюни1мн цепь звукового сигнализатора в случае отклонения давления газа во внешней сети на величину большую, чем может компенсировать регулятор. Это способствует нредунреждепию ошибки измерения, связанной с колебаннямн расхода анализируемого газа.

На фиг. 1 изображеиа предлагаемая конструкция кулопометрического датчика; па фиг. 2 - нрннципиальная схема устройства.

Кулонометрический датчик состоит нз двух проволочных спиральных электродов / и 2, бифилярио навитых на сердечник 3 нз молибденового стекла, который вместе с электродами покрыт тонкой гигроскопической пленкой. Сердечник с электродами при помощи каучуковых уплотиителей 4 н иакидиых гаек 5 герметически закреплен в трубке 6 из нержавеющей стали с вводами 7 и 5 для входа и выхода аиализируемого газа.

Электроды изготовлены из платины или другого мета.гла, пе взаимодейетвующего с кислотами и щелочами. Зазоры между соседними витками ца сердечнике 0,2-0,5 мм. Диаметр проволоки для электродов 0,2- 0,5 Л1М-. Для прочного закрепления электродов на сердечнике предварительно с помощью плавиковой кислоты вытравливаются бнфилярио расположенные спиральные желобки. Один конец каждого электрода впаивается в сердечник, другой выводится через отверстие накидной гэйки.

Сердечник с электродами покрывают гигроскопической пленкой путем нанесения на него слоя водного раствора гигроскопического вещества н последующего удаления воды из этого раствора электролизом. В случае панесения пленки из фосфорного ангидрида применяется 30%-ный водный раствор фосфорной кислоты.

После нанесения гигроскопической пленкн на сердечник с электродами навивается в обратном к электродным спиралям направлении проволока 9 с органической изоляцией, диаметр которой (вместе с изоляцией) равен зазору между сердечником с электродами и внутренней поверхностью трубки 6. Шаг спирали изолированной проволоки должен быть I 2-6 раз больше шага электродных спиралей. Образованный витками изолированной проволоки спиральный газопровод удлиняет путь газа в датчике.

(см. фиг. 2) и регулятора расхода газа //, перепад давления иа входе и выходе которого контролируется ртутным манометром J2. Ртутный манометр сиабжен контактами,

включающими звуковой сигиа т (звонок 13} при отклонении давления газа во внешней сети на величину, большую, чем может компеисировать регулятор расхода. Во избежание переброса и разбрызгивания ртути пространство, где она находится, отделено от остальиых частей аппарата крупиозериистыми стеклянными фильтрами.

Стрелочный прибор М предназиачеи для измерения силы тока электролиза. Переключение шкал нроизводится с помощью переключателя 15. Для ограничения силы тока в случае чрезмерного увлажнения датчика в цепь включено сопротивление Кц. В качестве сигнала допустимой влажности используется тот же звонок 13, который применяется в системе регулировки давления.

Сигнал допустимой влажности обеспечивается усилителем постоянного тока, собранном на полупроводниковом триоде 16. На

вход усилителя подается напряжение, проиорциональпое влажности газа, снимаемое с сопротивления 2, которое включено в токовую цепь электролиза воды. Для настройки звукового сигнала на допустимую влажность служат тумблеры /7 и /5, с помощью которых можно, отключив датчик от электрической цепи, пропускать ток через стрелочный прибор и сопротивления Я,, з и Р1зменяя переменное сопротивление RS,

в цепи можно установить по стрелочному прибору ток, соответствующий допустимой влажности. С потенциометра JR можно подать на триод /5 такое положительное смещение, чтобы ток через триод и через реле

достиг величины, достаточной для замыкаиия контактов реле 19 сигнальной системы. Выключатель 20 позволяет отключить сигнал превышения допустимого давления, а спаренный выключатель 21 - сигнал превышения

допустимой влажности.

К аппарату может быть подключен самописец (например, ЭПД-12), а также интегратор (например, счетчик миллиампер-часов М.-642), суммирующий общее количество

электричества, израсходованное на электролиз воды, находивщейся в пропущенной через аппарат порции газа. Для присоединения самописца имеются выводы 22. Переключатель 23 дает возможность переключать самописец для работы в тех же диапазонах коицентраций, что и стрелочный прибор. Для присоединения интегратора служит переключатель 24 и выводы 25.

Питание аппарата производится от осветительной сети через объединенный ввод. На электроды датчика подается постоянное напряжение в 100 0. Для питания усилителя постоянного тока используется постояиное напряжение в 20 в. Звуковой сигнал работает

с феррорезонансным стабилизатором 26 и выпрямители 27 и 2S на 20 и 100 ( постоянного тока соответственно вмонтированы в корпус аппарата. Переменное сопротивление з позволяет плавно изменять напряжение постоянного тока, подаваемого на электроды датчика.

Предмет изобретения

1.Устройство для определения влаги в газах, содержащее трубку с сердечником, на который навиты в виде бифилярных спиралей два проволочных металлических, например платиновых, электрода, покрытых вместе с сердечником тонкой гигроскопической пленкой, например из частично гидратированного фосфорного ангидрида, регулятор расхода газа, источник постоянного тока и измеритель тока (стрелочный или самописец), отличающееся тем, что, с целью получения однородной гигроскопической пленки, сердечник выполнен из молибденового стекла и имеет бифилярно расположенные спиральные желобки для электродов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения инерционности анализа, расстояния, отделяющие каждый виток

электродов от двух соседних, одинаковы по всей длине сердечника.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью увеличения поглощения влаги из газа гигроскопической пленкой, на сердечник с электродами навита в обратном направлении к электродным спиралям снабженная органической изоляцией проволока, диаметр которой равен зазору между сердечннком и внутренней стенкой трубки.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью сигнализации о превышении допустимой влажности газов, в измерительную схему устройства введены усилитель постоянного тока на триоде и звуковой сигнализатор, в цепь которого включены контакты реле, установленного в цепи коллектора триода.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что, с целью предупренедения ошибок измерения, связанных с колебаниями расхода газа в пределах, превышающих предел, компенсируемый регулятором расхода, вход н выход регулятора расхода подсоединены к

дифференциальному ртутному манометру, снабженному контактами, замыкающими цепь звукового сигнализатора.

1 t

5 3

25