ДАТЧИК КАЧЕСТВА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА Советский патент 1968 года по МПК G01N33/38 

Известны датчики для определения качества сжигания тонлива, содержащие камеру дожигания, выполненную в виде двух параллельных каналов, имеющих общий В1вод контролируемого газового потока. В обоих каналах установлены по два устройства для дожигания, за которыми помещены термопары. В пространство между устройствами дожигания .в О&а параллельных канала введены штуцера для подвода дополнительных газовых потоков - в один из каналов добавляется окислитель (например, воздух), а в другой- горячий газ (например, окись углерода). Термопары в параллельных каналах включены в дифференциальную схему измерения, причем возникающая термо- э. д. с. одной пары термопар свидетельствует о наличии в контролируемом газе несвязанных кислорода и горючих составляющих, а термо- э.д.с. другой пары, установленной после штуцеров на подачи воздуха и горючего газа, свидетельствует об избыточном количестве кислорода или горючих составляющих.

Подобные датчики имеют приборное запаздывание, обусловленное тем, что служащие для измерения теплового эффекта реакций термопары являются инерционными элементами. По этой причине затруднено применение датчика в быстродействующих системах

контроля и автоматического регулирования процессов сжигания.

Конструкция датчиков предусматривает непрерывное и полное связывание реакционных составляющих анализируемой газовой смеси в результате чего при чрезмерно больших содержаниях реакционных элементов в смеси .выделяется слишком большое количество тепла, что неблагоприятно сказывается на эксплуатационной надежности элементов и, следовательно, датчиков в целом.

Отличительная особенность предлагаемого датчика состоит в том, что дожигающие устройства выполнены в виде ионизационных камер с электродами для подачи пульсирующего высокого напрял ения и с расположенными на выходе из камер дроссельными шайбами для измерения перепада давлений.

Такое выполнение повышает быстродействие и надежность устройства.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого датчика.

Датчик содержит центральный канал с последующим разветвлением на два параллельных. В качестве дожигающих устройств применены ионизационные камеры 1, 2 YL 3, на электроды которых через нагрузки 4, 5 и ft подается пульсирующее с заданной частотой высокое напряжение. Камера 1 установлена на общем входе, а камеры 2 н 3 в разветвленных параллельных каналах датчика. В пространстве между камерами 2 и 5 и камерой 1 находятся штуцера 7 и S для подвода дополнительных количеств топлива (например, окиси углерода) в один из каналов и окислителя (например, воздуха) в другой. После ионизационных камер установлены дроссельные устройства 9, 10 и 11 для измерения приращения давления с помощью, например, микрофонных датчиков давления 12 и 13 датчик 13 является дифференциальным и включен ао соответствующей схеме.

Работает описываемый датчик качества сжигания топлива следующим образом. Проба анализируемой газовой смеси, протекая через ионизационную камеру 1, подвергается ионизирующему воздействию пульсирующего высоковольтного электрического разряда (в режиме тлеющего разряда). В момент разряда на пути пробоя происходит связывание реакционных составляющих смеси в количестве, пропорциональном их абсолютному содержанию в пробе и определяемом геометрией ионизационной камеры и электрического разряда, а также скоростью газового потока. В момент разряда, следовательно, выделяется соответствующее количество тепла, создающее приращение объема смеси, которое фиксируется путем измерений перепада давления на дроссельном устройстве 9 с помощью микрофонного датчика 12.

Таким образом, измеренное микрофонным датчиком 12 приращение перепада давления характеризует абсолютное количество несвязанных кислорода и горючих составляющих, присутствующих в анализируемой пробе. Если в пробе имеется избыток кислорода, то в ионизационной камере 2 он свяжется в количестве, пропорциональном его абсолютному содержанию, с помощью окиси углерода, точно так же как и избыток горючих составляющих свяжется в ионизационной камере 3 с помощью кислорода воздуха.

Дифференциальная схема измерения разности перепадов давления на дроссельных устройствах с помощью дифференциального микрофонного датчика давления 13 позволяет исключить влияпие сов-местно «присутствующих кислорода и горючих составляющих в пробе на величину показаний микрофонного датчика 13, которая поэтому всегда пропорциональна лишь избыточным содерл :аниям

кислорода (при одном знаке разности перепадов давления), так как присутствующие в анализируемой смеси кислород и горючие составляющие одновременно будут связываться в двух параллельных каналах в ионизационных камерах 2 и 5. В результате произойдет одинаковое приращение объема смеси в камерах 2 и ,3 и разность перепадов, давления, зафиксированная микрофонным датчиком 13, при этом будет нулю.

По истечении времени цикла последует очередной разряд и все повторится сначала. Время цикла устанавливается большим, чем время прохождения пробы от камеры 1 до 2 л 3 (с целью «обновления газовой смеси в

указанных камерах перед очередным разрядом).

Предмет изобретения

Датчик качества сжигания топлива, выполненный в виде центральной трубы для ввода анализируемых продуктов сгорания, двух подключенных к ней параллельных труб с патрубками для подвода горючего газа в одну

из них и окислителя в другую и дожигающих устройств, помещенных в каждой трубе, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности, дожигающие устройства выполнены в виде ионизационных

камер с электродами для подачи пульсирующего высокого напряжения и с расположенными на выходе из камер дроссельными щайбами для измерения перепада давления.