Тепловой газоанализатор Советский патент 1977 года по МПК G01N27/18 G01R17/02 

ходы его соединены с управляющими входами ключей и фазочувствительного выпрямИтеля, включенного между усилителем переменного тока и измерительным прибором, день управления которого подключена к выходам триггерного делителя частоты. На чертеже представлена функциональная схема теплового газоанализатора. Схема включает: источник переменного тока 1, ключи 2, 3, малоинерционный терморезистор 4 проточной камеры, терморезистор 5 закрытой камеры, формирователь импульсов б, триггерный делитель частоты 7, источник постоянного тока 6, интегрирующие цепочки 9,10, разделительные конденсаторы И, 12, усилитель переменного тока 13, фазочувствительный выпрям1итель 14, выходной измерительный ярийор 15. К источнику переменного тока 1 через ключи 2 и 3 подключены малоинерционные терморезисторы 4 и 5, первый из которых расположен в проточной камере, а второй - в закрытой камере. Устройство раоотает следующим образом. С помощью формирователя импульсов 6 формируются Иишульсы от источника переменного тока 1, которые подаются на вход триггерного делителя частоты /. Противофазные выходы делителя частоты 7 соединеаы с управляющими входами ключей 21, 3. при заданном коэффициенте деления (, 10,3Z...) через ключи 2 и 3, которые всегда находятся в прогивоположных состояниях под воздействием управляющих сигналов с противофазных выходов триггерного делителя частоты /, проходят имаульсы тока, состоящие из нескольких периодов тока источника 1. импульсы нагревают терморезисторы 4 и о до температуры, зависящей от теплопроводности газовых смесей в камерах. 1ак как термопроводность газовой смеси в свою очередь зависит от концентрации исходных газовых компонентов, то можно считать, что сопротивление нагретых терморезисторов 4 и о есть функция от концентрации газа. ьсли анализируемая смесь в проточной камере отличаемся от эталонной смеси в закрытой камере, то сопротивление терморезистора т оольше или меньше сопротивления терлшрезисшра D. Ь паузах между импульсал1и тока терморезисторы ± и о охлаждаются, и их «холодные сопротивления определяются темиерс1турои смесей в камерах независимо 01 кондептрации газа в них. UT источника постоянного тока 8 через терморезисторы 4 и и протекает также постоянный ток, значение которого выорано многим меньше действующего значения иере.vitHHoro тока. параллельно терморезисторам 4 .и 5 включены инте1рИрЗЮЩие ценочки 9 и iU, которые Через разделительные конденсаторы 11 и iz соединены со входом усилителя переменного тока 13. папряжение на выходе интегрирующих цепочек У и 10 определяется падением постоянного напряжения от тока на терморезисторах 4 и 5, так как при больщой емкости в интегрирующих цепочках 9 и 10 падение напряжения от переменного тока шун1ируется этой емкостью. Имлульсы переменного тока, которые проходят через терморезисторы 4 и 5, нагревают их, что приводит к периодическим изменениям сопротивлений. Степень нагрева терморезисторов 4 и D определяется теплопроводностью смеси, т. е. в конечном итоге концентрацией газа. iiosTOMy выходные напряжения интегрирующей цепочки, соответствующие двум положениям ключа, отражают значение сопротивления в «нагретом состоянии, которое определяется концентрацией газа, и в «холодном состоянии, которое определяется температурой смеси. При периодическом замыкании ключей 3 и 2 на выходах интегрирующих цепочек 9 и 10 возникают составляющие напряжения с частотой коммутации ключей, амилитуды которых пропорциональны разности сопротивлении нагретого и «холодного терморезисюров 4 и 5. Постоянная времени интегрирующих депочек у и 1U ныорана из условия подавления переменного напряжения частогы источника перемеппою тока 1 и выделения напряжения с частотой субгарлюники, номер которой определяется коэффициентом деления триггерного делителя частоты 7. Поскольку ключи iJ и ci работают в противофазе, то на вход усилителя 13 воздействует разностное напрял ение. Осиленное напряжение выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 14, который по фазовым входам унравляется сигналами с выхода 1риггерно10 делигеля частоты /, и далее измеряется приоором 1о. 1ак как приращения сопротивлений терморезисторов есть функция от концентрации, то отклонение выходного прибора показывает, па сколько изменилась концентрация исследуемого газа в исследуемой смеси в проточной камере по отношению к концентрации этого же газа, находящегося в эталонной смеси в закрытой камере, для многих газов эта зависимость носит линейный характер. ьсли изменилась температура анализируемой смеси, то «холодное сопротивление терморезистора 4 такл-се изменяется. Соответственно изменяется и соирогивление нагретою терморезистора. При изменении температуры анализируемой смеси не оолее чем на 2и-3u С изменением теплопроводности компонентов, образующих c.viecb, можно пренебречь. Югда изменения сопротивления «холодного и нагретого терморезисторов будут одинаковыми. Поэтому перехменная составляющая напряжения на выходе интегрирующей ценочки У не зависит от изменения температуры анализируемой смеси. Me влияет па результат анализа и нестабильность во времени сопротивления