Магнитно-механический компенсационный газоанализатор Советский патент 1974 года по МПК G01N27/72 G01R5/04 G01R1/14 

(54) МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

стороны рамки выполняют роль диамагнитных измерительных тел. Контур рамки образует два полувитка комиенсационной обмотки и одновременно короткозамкнутый демпфирующий виток. Нужное направление токов обеспечивается упомянутым загибом сторон рамки на 90°. Зеркало служит для электрооптической индикации положения ротора.

На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема газоанализатора, на фит. 2 - ротор газоанализатора в сборе, на фиг. 3, 4 и 5 - ротор в трех проекциях.

Газоанализатор содержит поворотный ротор 1, выполненный в виде рамки 2 из диамагнитного токопроводящего материала, имеющий форму «восьмерки. Две противоположные короткие стороны рамки помещаются в магнитных зазорах полюсных наконечников 3 газоанализатора и выполняют роль диамагнитных измерительных тел. К серединам двух других сторон крепятся токопроводящие растяжки 4, которые имеют электрический контакт с рамкой. При таком соединении контур рамки образует два полувитка компенсационной обмотки и одновременно демпфирующий виток. Необходимое направление компенсационного тока обеспечивается загибом коротких сторон рамки на 90° в разные стороны.

Для обеспечения элехтрооптической индикадии положения ротора к средней части рамки прикреплено зеркальце 5. С задней его стороны прикреплен противовес 6, служащий для статической балансировки ротора путем отгибания противовеса в нужную сторону.

Свободные концы растяжек 4 припаяны к пружинкам 7, закрепленным на изоляторах 8, установленных на кронштейне 9. Участки коротких сторон рамки находятся в неоднородном магнитном поле, созданном магнитной системой, состоящей из постоянных магнитов 10, магнитопровода 11 я двух полюсных наконечников 3. Газоанализатор содержит оптическую систему, состоящую из источника света, например лампочки 12 накаливания, конденсатора 13, маски 14, неподвижного зеркала 15, объектива 16, подвижного зеркала 17, конденсатора 18, светорасщепляющей призмы 19 и двух фотодиодов 20. Полюсные наконечники 3 залиты диамагнитным материалом, например латунью, и образуют монолитный блок 21, в котором выполнена полость для установки ротора на кронштейне 8. Напротив зеркала 5 ротора в блоке выполнено окно 22, герметично закрытое объективом 16. С противоположной стороны блок герметично закрыт крышкой 23. Полость, в которой находится ротор, образует измерительную камеру, в которую через отверстие в блоке 24 входит, а через отверстие 25 выходит анализируемая газовая смесь. Аналогично осуществляется подача газовой смеси и в нижней части измерительной камеры. Газоанализатор имеет усилитель 26 и показывающий прибор 27.

Газоанализатор работает следующи.м образом.

Луч света от лампочки 12, проходящий через конденсатор 13 и маску 14, направленный зеркалом 15 через объектив 16 на зеркало 5 ротора, отражается от него, проходит объектив 16, отражается от подвижного зеркала 17, служащего для установки нуля, проходит через конденсатор 18, расщепляется призмой 19 на два луча, падающих на фотодиоды 20, включенные на вход усилителя 26. При поступлении в измерительную камеру газовой смеси, содержащей кислород, диамагнитные короткие стороны рамки ротора, находящиеся в неоднородном магнитном поле, в результате взаимодействия с парамагнитным кислородом выталкиваются из зазора между полюсными наконечниками 3 и ротор поворачивается вокруг растяжек 4 вместе с зеркалом 5. Это приводит к перераспределению освещенности фотодиодов 20 и появлению электрического сигнала на входе усилителя 26. Усиленный им электрический сигнал через показывающий прибор 27 и растяжки 4 проходит через правую и левую половины рамки ротора и, взаимодействуя с магнитным полем, возвращает ротор в исходное положение. Ток компенсации пропорционален парциальному давлению кислорода в анализируемой газовой смеси и пробор 27, отградуированный в процентах или парциальном давлении кислорода, показывает содержание кислорода в смеси.

При воздействии на ротор внещних механических сил он будет стремиться повернуться вокруг растяжек. Так как рамки ротора находятся в магнитном поле, в ней индуктируется ток Фуко, проходящий по замкнутому контуру рамки ротора, который, взаимодействуя с магнитным полем, препятствует повороту ротора, осуществляя его демпфирование.

Предмет изобретения

Магнитомеханический компенсационный газоанализатор, содержащий измерительную камеру и ротор, подвешенный на токопроводящих растяжках в зазорах .магпитной системы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей газоанализатора, ротор выполнен в виде рамки из диамагнитного токопроводящего материала, имеющей форму «восьмерки,причем короткие стороны рамки расположены в зазорах магнитной системы.

/0

Фиг.1

w

(fi/г.