Устройство для измерения концентрации горючих компонентов дымовых газов Советский патент 1993 года по МПК G01N25/32 

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к газоанализаторам для определения содержания в дымовых газах продуктов химического недожога топлива (оксида углерода и водорода) и метана, и может найти применение при разработке автоматических средств контроля качества сжигания топлива на тепловых электростанциях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства при Измерении концентрации горючих компонентов в дымовых газах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации горючих компонентов дымовых газов, содержащем термокаталитический датчик в виде мостовой схемы, снабженной измерительными элементами, источником питания, вторичным прибором и переключателем рода работы, согласно изобретению, переключатель рода работы выполнен в виде двухпозицибнного выключателя, снабженного двумя резисторами, один из которых включен в питающую диагональ мостовой схемы, а второй резистор включен в измерительную диагональ мостовой схемы последовательно с резистором регулировки чувствительности устройства и зашунти- рован нормально закрытым контактом выключателя. Резистор, подключенный в питающую диагональ мостовой схемы, является корректором рода работы устройства.

00 О

ел

со

ON

-N

При включении в цепь он ограничивает ток через измерительные элементы и устройство работает в режиме измерения продуктов химического недожога топлива - оксида углерода и водорода, которые окисляются при более низкой температуре элементов, а в выключенном положении резистора устройство работает в режиме измерения концентрации метана, .-горючего компонента с более высокой температурой окисления, - который может тГоявиться при розжиге кот- лЪагрегата или утечки природного газа. Резистор, подключенный в измерительную диагональ мостовой схемы, является корректором соотношения чувствительности устройства.

В режиме измерения оксида углерода и водорода указанный резистор зашунтиро- ван контактом выключателя и шкала вторичного прибора градуируется в диапазоне измерения концентрации продуктов химического недожога топлива. В режиме измерения концентрации метана сигнал мостовой схемы снимается с резистора ре- гутфовки чувствительности для продуктов химического недожога топлива и резистора, подключенного в измерительную диагональ мостовой схемы, причем сопротивление этого резистора выбрано таким, что полное отклонение шкалы вторичного прибора соответствует верхнему диапазону измерения горючего газа с более высокой температурой окисления (метана). Особенность измерительной мостовой схемы устройства состоит в том, что переключениях рода работы в схему подключается или отключается один из дополнительных резисторов - корректор рода работы или корректор соотношения чувствительности. Их подключение в схему не требует дополнительной проверки режимов нагрева элементов и регулировки чувствительности.

На чертеже показана измерительная схема предлагаемого устройства.

На схеме обозначено: 1 - мостовая измерительная схема,2 и 3 - измерительный и компенсационный элементы, 4 - источник питания, 5 - вторичный прибор, 6 - плечи отношения, 7 - нуль-корректор, 8 - регулятор чувствительности устройства, 9 - переключатель рода работы, 10 - выключатель двухпозиционный, 11 и 12 - резисторы, 13 - 14 - контакты выключателя.

Измерительный мост 1 содержит элементы 2 и 3, плечи отношения б, нуль-корректор 7, вторичный прибор 5, корректор чувствительности устройства 8. Переключатель рода работы 9 содержит двух позицион- ный выключатель 10 и два резистора 11 и 12. Резистор. 11 включен в питающую диагональ моста 1, а резистор 12 - в измерительную диагональ моста. Резистор 12 включен последовательно с резистором 8 и зашунти- рован контактом двухпозиционного выклю5 чателя 10.

Термокаталитические элементы датчика представляют собой нагреваемые электрическим током термосопротивления, изготовленные из проволоки в виде спира- 0 ли. Витки спирали скреплены термостойким носителем, который охватывает спираль и имеет форму сферы. На поверхность измерительного элемента нанесен платино-пал- ладиевый катализатор. На поверхности

5 измерительного элемента 2 происходит беспламенное окисление горючих компонентов. Реакция окисления сопровождается выделением дополнительного тепла, величина которого пропорциональна содержа0 нию горючего компонента.

При измерении продуктов химического недожога топ л ива выключатель 10 занимает положение 13 и через элементы 2 и 3 протекает ток, величина которого достаточна для

5 нагрева элементов при окислении оксида углерода и водорода. Термоэффект от реакции окисления выделяющийся на элементе 2, вызывает разбаланс моста и на вторичном приборе 5 появится сигнал пропорциональ0 ный содержанию оксида углерода и водорода. Полезный сигнал снимается с резистора чувствительности 8, при этом резистор 12 зашунтирован нормально закрытым контактом переключателя.

5 При измерении концентрации горючего компонента с более высокой температурой окисления, например, метана, выключатель 10 замыкает контакты 14. В этом положении резистор-11 выключается из диагонали пи0 тания, а резистор 12 включается в измерительную диагональ моста. Через элементы 2 и 3 пойдет больший ток, который нагреет их до температуры окисления метана. Величина термоэффекта реакции окисления мета5 на вызовет разбаланс моста и вторичный прибор 5 отклонится пропорционально содержания метана, причем отклонение прибора 5 будет зависеть от сопротивления резистора 8 и резистора 12. Величина со0 противления резистора 12 выбрана из расчет равенства чувствительности датчика метана и продуктов химического недожога топлива. Корректировку чувствительности датчика в режиме измерения метана осуще5 ствляют резистором 12.

Применение в предлагаемом устройстве корректора рода работы и корректора соотношения чувствительности, связанных с переключателем рода работы расширило функциональные возможности устройства

при анализе горючих компонентов дымовых газов, упростило исполнение прибора, а также его настройку и эксплуатацию.

Устройство планируется к внедрению на тепловых электростанциях страны для контроля за величиной продуктов химического недожога топлива при работе котлоаг- регата и для контроля природного газа в момент розжига газоприемных агрегатов.

Формул а изо бретения Устройство для измерения концентрации горючих компонентов дымовых газов, содержащее термокаталитический датчик на основе мостовой схемы, измерительный и компенсационный элементы, источник пи- тания, вторичный прибор и переключатель режима работы, причем источник «питания через компенсационный элемент подключен к первым выводам вторичного прибора и измерительного элемента, отличаю-

щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, переключатель режима работы состоит из двухпозиционного переключателя и первого и второго резисторов, подключенных через нормально замкнутые контакты двухпозиционного переключателя соответственно в питающую и измерительную диагонали мостовой схемы, при этом к нормально замкнутому контакту упомянутой измерительной диагонали подключен первый вывод потенциометра регулировки чувствительности, второй вывод которого связан с первым выводом вторичного прибора, вторым выводом подключенного к движку потенциометра регулировки чувствительности, а нормально разомкнутые контакты двухпозиционного переключателя подключены к второму выводу измерительного элемента.

Использование: в области газового анализа, в частности в газоанализаторах для определения в дымовых газах горючих компонентов, и может найти применение при разработке термохимических средств автоматического контроля горючих газов. Сущность изобретения: для расширения функциональных возможностей устройства термокаталитический датчик выполнен в виде мостовой измерительной схемы и содержит источник питания, вторичный прибор и переключатель режима работы, выполненный в виде двухпозиционнота выключателя, снабженного двумя резисторами, один из которых включен в питающую диагональ мостовой схемы, а второй резистор включен в измерительную диагональ мостовой схемы последовательно с потенциометром регулировки чувствительности устройства и за- шунтирован нормально закрытыми контактами выключателя. 1 ил.