Приемник для электрических газоанализаторов Советский патент 1936 года по МПК G01N25/18 

Геберы для электрических газоанализаторов по теплопроводности газов обычно делаются массивными с большой теплоемкостью и очень часто из материала с недостаточно высокой теплопроводностью (бронза, латунь и т. п.), что создает не только лишний расход металла, но и сильно понижает их эксплоатационные качества.

К геберу можно предъявить следующие теоретические требования:

1.Теплоемкость гебера обязательно должна быть невелика, в противном случае тепловые равновесия гебера устанавливаются часами и нет возможности применять температурной компенсации, так как нуль в течение нескольких часов отходит в одну сторону, показания-в другую сторону, а электрическая компенсация безъинерционна.

2.Тепловая связь (теплопроводность) между частями гебера должна быть возможно выше для ускорения уравнения температур между различными точками гебера.

Температурная разница между отдельными частями гебера происходит частью из-за изменяющейся энергии, выделяемой плечами моста в зависимости от состава газа, частью от медленного и неравномерного прогрева гебера

(155)

под влиянием изменения внешних температурных условий.

Большие не вполне симметричные относительно газового и воздушного каналов массы с недостаточной теплопроводностью и большой теплоемкостью прогреваются очень медленно и неравномерно, что и является главным источником неточности показаний.

3.Внешняя поверхность излучения тепла у гебера должна быть возможно больше при тонком и весьма теплопроводном материале. При этом температура нагрева гебера под влиянием плеч моста будет ничтожно мала и, благодаря этому, разность температур между отдельными точками не сможет превзойти бесконечно малых величин, совершенно не влияющих на точность показаний прибора.

4.Между воздушными и газовыми каналами гебера должна быть не только хорошая тепловая связь, но и полная симметрия в их р положении и в условиях внешнего охлаждения.

В существующих типах эти условия не соблюдены и в результате 1) вес гебера порядка 1 кг и выше, 2) скорость установления нуля (установление теплового равновесия гебера) после включения электрического тока обычно порядка 10-20 мин.,3) при изменении внешней температуры на 20-30° гебер проходит к тепловому равновесию за 2-4 часа, причем даже у приборов лучших,заграничных фирм стрелка за это время медленно отходит с нуля на величину порядка 4-5% COg (15-25% шкалы).

В связи с этим предлагаемый приемник выполнен штампованным из листового металла, а с целью уменьшения влияния теплоизлучения на показания прибора поверхность приемника увеличена путем применения дополнительных камер, перфорации листа и т. п. Кроме того, для создания одинаковых тепловых условий газовые и воздушные каналы могут быть одинаковыми и расположены симметрично.

На чертеже показаны схематично три формы выполнения приемника.

На фиг. 1 и 1а буквой И обозначен тепловой излучатель-медная пластинка, служащая для лучшего отвода тепла от плеч моста во внешнюю среду; на ней укреплены два плоских канала / и //, в которых расположены плечи моста, в канале В-воздух, в канале Г-- газ.

На фиг. 2 и 2а изображен другой вариант из штампованных пластинок. В каналах /, //, /// и IV расположены плечи моста./ -газовая половина, штампованная целиком со всеми каналами из одного листа, В-воздушная. Излучателями тепла И служит каждая точка искусственно увеличенной внешней поверхности.

На фиг. 3 и За изображен вариант гебера, выполненного из штампованных цилиндриков. Обозначения те же. Добавочный излучатель тепла выполнен в виде кольца, надетого поверх цилиндриков. П - пробки изоляционные, в которых закреплены нагреваемые плечи моста. Конвекционная циркуляция-только в газовых каналах, воз.душные каналы-без циркуляции. Отверстия аи б служат для заполнения среднего цилиндрика газом.

Для проверки тепловой связи между каналами был проделан следующий опыт. К точке А была приложена рука для грубого искусственного нарушения теплового равновесия. Зеркальный гальванометр дал наибольшее отклонение порядка 1 % СОз и через 50 сек. зайчик уже начал итти обратно, т. е. тепло от руки стало доходить до каналов В. По отнятии руки зайчик чфез 3-5 сек. вернулсй на нуль.

Гебер был вынесен из помещения с температурой-}-12° во двор при - 21 За 3 мин. нуль сместился на 0,5% СО2 и дальнейшего смещения не наблюдалось.

Все это показывает, насколько быстро наступает тепловое равновесие в штампованном гебере и насколько велико постоянство нуля.

Испытания показали правильность соображений, положенных в основу штампованного гебера, так как, например, получились следующие данные. Вес гебера ТОО-200 г. Скорость установления нуля с момента включения электрического тока-порядка 15-30 сек. При быстром изменении внешней температуры на 30° гебер приходит к тепловому равновесию за 2-3 мин. Смещение нуля-меньше 0,5%COj (порядка 2% полной шкалы).

Следовательно, при хорошем постоянстве нуля и быстром установлении теплового равновесия может вполне нормально работать электрическая температурная компенсация для поддержания правильности показаний прибора. Кроме того штампованнные геберы легко могут быть хромированы для защиты от действия на них газов.

Предмет изобретения.

1.Приемник для электрических газоанализаторов, основанных на измерении теплопроводности газов, отличающийся тем, что он изготовлен из листового материала, с целью уменьшения его веса, теплоемкости и достижения большей точности при измерениях.

2.Форма выполнения приемника по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения погрешностей при измерении путем увеличения теплоизлучения с внешней поверхности приемника, последняя искусственно увеличена путем создания дополнительных камер, перфорации листа и т. д.

3. Форма выполнения приемника по пп. 1 и 2, отличаюи аяся тем, что газовые и воздушные каналы гебера выполнены одинаковыми и расположены симметрично по отношению друг к другу с целью создания одинаковых тепловых

условий.

фиг. 2

фиг.1

фиг. 3