Термомагнитный компенсационный газоанализатор Советский патент 1977 года по МПК G01N27/72 

1

Изобретение относится к области аналитического контроля и может быть исиользовано в различных отраслях промыи1ленности для автоматического определения, например, содержания кислорода.

Известен термомагиитный газоанализатор со скобообразной измерительной камерой, являющийся ирибором прямого измерения и обладающий тем недостатком, что его иоказания существенно зависят от влияиия атмосферного давления.

Известен термомагннтиый компенсационный газоанализатор, использующий тепловую конвенцию для обеспечения условия компенсации потоков термомагнитной и тепловой конвекции при различных зиачеииях коицеитрации анализируемого газа.

Указанный газоанализатор предусматривает преобразование измеряемого параметра в сигнал, при котором достигается условие компенсации, и содержит последовательно соединенный орган, реагирующий на изменение концентрации анализируемого компонента, усилитель, псполиительный механизм, например управляемый источник пптания, измерительный прибор и устройство для создаиия компенсирующего иотока газа. При этом органом, реагирующим па изменение концеитрацнн анализируемого компонента обычно является чувствительный элемент термоаиемометр.

К числу таких газоанализаторов следует отнести и газоанализатор, использующий устройство, в котором компенсирующий тепловой поток создается путем пзменения угла наклона чувствительного элемента.

Недостатком указанных газоанализаторов является наличие вращающихся частей и пизкая надежность газоанализатора, использующего измеиенне угла наклона измерительной

камеры для обеспечения условии компенсацпп, а также ограниченная область использования газоаналнзаторов, используюигих изменение температуры газа для обеспече 1: я условия компеисации, так как ввиду налишя иотока

тепловой конвекции, создаваемой самим чувствительным элементом, невозможно обеспечение условий комиенсации при нулевой коицеитрации измеряемого компонента, т. е. невозможна калибровка газоанализатора иа

шкалы, начинающиеся с нуля.

Техническим решеиисм, наиболее близким к изобретению является термомагиитный компенсациоииый газоаиализатор, содержащий

измерительную камеру в виде скобообразного газового тракта, состоян1сго нз двух ветвей, в одной из которых расположен чувствительный элемеит, устройство для создания комиеисируЮЩего иотока тепловоГ копвекщп. п измерптельпый прпбор.

Однако этот газоанализатор не обеспечивает компенсацию при любых значениях концентрации анализируемого комионента.

Целью изобретения является создание газоанализатора, обеспечивающего компенсацию при любых значениях анализируемого компонента.

Цель достигается тем, что устройство для создания компенсирзющего потока установлено на ветви газового тракта, противоположной ветви, на которой установлен чувствительный элемент.

При этом компенснруюгцнй поток тепловой конвекции определяется разностью потоков тенловых конвекции, создаваемых органом, реагирующим на изменение концентрации измеряемого компонента (термоанемометром), и устройством для создания компенсирующего потока (нагревателем). Указанная разность потоков тепловых конвекции принимать любые значения от нуля до максимума за счет изменения величины потока тепловой конвекции нагревателя, что делает возможным калибровку газоанализатора на любые щкалы - нулевые и безнулевые.

На чертеже показана схема термомапштного компенсационного газоанализатора.

Измерительная камера 1 в виде скобообразного газового тракта содержит расположенный под магнитными наконечниками 2 на одной ветви газового тракта чувствительный элемент в виде термоанемометра 3, который вместе с элементами мостовой схемы 4 образует орган, реагирующий на изменение концентрации аналнзируемого компонента. Выход моста соединен с входом усилителя 5.

Выход усилителя в свою очередь связан со входом управляемого источника иитания 6, нагрузкой которого является нагреватель 7, являющийся устройством для создания компенсирующего потока тепловой конвекции. Измерительный прибор 8 включен в цень питания нагревателя. Иагреватель 7 установлен на ветви газового тракта, противоположной ветви, на которой установлен чувствительный элемент.

Работает газоанализатор следующим образом.

При отсутствии анализируемого компонента в смеси отсутствует поток термомагнитной конвекции FM. Создаваемый термоанемометром 3 поток тепловой конвекции FT, уравновешен потоком тепловой конвекции /,, создаваемым нагревателем 7 нри протекании через последний начального тока. Это состояние соответствует исходному состоянию схемы газоанализатора, откалиброванного на щкалы, начинающиеся с нулевой концентрации аналнзируемого компонента. При этом на входе в уснлитель сигнал рассогласования отсутствует. Показания измерительного нрнбора соответствуют нзлевому значению концентрации анализируемого компонента.

При появлении в смеси анализируемого компонента возникает поток термомагнитной конвекции , вызывающий разбаланс мостовой

схемы. На входе в усилитель появляется сигнал, который носле усиления воздействует на управляемый источник питания таким образом, чтобы уменьщнть величину тока через нагреватель 7. При этом уменьщается поток тепловой конвекции FT, и Звеличивается результирующий поток тепловой конвекцнн:

FT - Fr,.

Увеличение результирз ющего нотока тепловой конвекцин продолжаться до тех пор, пока он не уравновесит возникщнй поток термомагнитной конвекции, т. е. пока не наступит равенство FM - F. Прн этом на входе в усилитель сигнал вновь станет равным нулю, а изменивщаяся величина тока питания нагревателя 7 будет пропорциональна концентрации анализируемого компонента.

Аналогичным образом действует газоанализатор и в случае калибровки прибора на подавленные щкалы. В этом случае исходному положению соответствует такое состояние компенсации, когда начальному значению нотока термомагннтной конвекцин соответствует равное ему значение результирующего потока

тепловой конвекции.

Обеспечение компенсации при любых значениях концентрации аналнзируемого компонента и, соответственно, обеспечение калибровки газоанализатора как на щкалы, начинающиеся с нуля, так и подавленные щкалы позволяет расщирить область его использования.

Формула изобретения

Термохмагнитный компенсационный газоанализатор, содержащий измерительную камеру в виде скобообразного газового тракта, состоящего из двух ветвей, в одной из которых расположен чувствительный элемент, устройство для создания компенсирующего нотока тенловой конвекции и измерительный прибор, о тличающнйся тем, что, с целью обеспечения компенсации прн любых значениях концентрации анализируемого комионента, устройство для создания компенсирующего потока установлено на ветви газового тракта, противоположной ветви, на которой установлен чувствительный элемент.

/