Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где требуется определение содержания кислорода и других парамагнитных газов в различных газовых смесях, а также в качестве преобразователей в системах регулирования содержания кислорода в дыхательных аппаратах, замкнутых объемах неподвижных и подвижных объектов, в системах контроля и регулирования режимов котельных установок, двигателей внутреннего сгорания, металлургических процессов, хранения продуктов пптания л кондиционирования воздуха.
Известно устройство для измерения быстро изменяющегося содержания кислорода в газовой смеси 1.
Устройство состоит из зам1кнутой ферромагнитной цепи, возбуждающей переменный магнитный; поток в поперечном зазоре и устройства для измерения разности переменного давления, возникающего в результате воздействия переменного Магнитного поля на анализируемую, содержащую парамагнитный газ, и сравнительную газовые смеси, проходящие в поперечном зазоре магнитной цепи. Анализируемый и сравнительный газы вводятся с концов зазара, а выходят из патрубка, установленного в середине длины зазора, так что указанные газы смещиваются только в выходном патрубке. Измерение разности переменного давления осуществляется с помощью датчика давления, например, конденсаторного микрофона, соединенного трубками с точками ввода сравнительного и анализируемого газов. Сигнал датчика давления усил.ивается и является мерой содержания ки10слорода в анализируемой газовой смеси.
Однако, в этом устройстве объем зазора изменяется, что вносит значительные помехи и, соответственно, ухудшает метрологические характеристики.
15
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнитный газоанализатор, содержащий камеру, расположенную в зазоре магнитной системы с
20 ярмом, включенным в замкнут ю электромагнитную цепь, расположенные встречно по оси, перпендикулярной оси камеры, входные каналы анализируемого и сравнительного газов, датчик перепада давлений, подсоединенный к этим каналам, генератор импульсов тока и патрубок выхода газов, соединенный с побудителем расхода 2.
Однако, данное устройство не обладает достаточными метрологическими характе30 ристиками.
Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик.
Эта цель дос11игается тем, что в ярме зыполиено круглое отверстие, в котором с зазором расположен неферромагнитный цилиндр с BCTpiOieHHbiM в него полюсным наконечником, снабженным поперечным каналом, расположенным пернендикулярпо оси входных каналов, середина которого соединена с патрубком выхода газов.
Круглое отверстие в ярме закрыто гер.метично сверху и снизу конуснымн кольцами из неферромагннтного материала, прижимаемыми прокладками. Диаметр цилиндра меньше диаметра отверстия в ярме на зеличииу двух зазоров: Поперечный канал на-колечника выходит обоим.и .колцами в зазор, а входные каналы соединены с этим зазором в двух диаметрально ирютивоположных точках зазора. Ярмо соединено с одним, а полюсной наконечник с другим полюсом электрОМагнитной системы. Колусные кольца с прокладками обесаечи-вают кренление полюсного наконечника в зазоре.
Такая (Конструкция преобразователя обеспечивает диаметрально си|мметричное магнитное ноле в зазоре и уравновенншаиие диаметрально противоположных сил магннтпого притяжения ярма и полюсного наконечника, то есть устранение причины магиитомеханической деформации объема зазора при импульсной работе электромагнитной системы, что резко умслыиает уровень шумов, в результате чего достигается улучшеиие метрологических характеристик газоанализатора. Условием устранения магН1итомеханических колебаннй объема зазора является симметричность магннтного поля в зазоре, что наиболее просто достигается применением Ш-образного ферромагнитного сердечника с обмоткой, npi-гчем торцы крайних стержней еоединены с концами ярма, а торец среднего стержня - с полюсным наконечни1ком. Могут быть применены и другие формы сердечников, обеснечиваюшнх сим1Метрию ноля в зазоре, например, ферромагнитный цилиндр с дном, в центре которого но оси цилиндра установлен ферромагнитный стеря-сень с обмоткой. При этом торец цилиндра соединен с ярмом, а торец стержня - с нолюсным наконечником.
На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - попер:ечный разрез зазора в электромагнитной системе.
Газоанализатор имеет газоприемное устройство /, представляющее собой трубку с патрубками входа анализируемого и сравнительного газов и патрубком сброса газов, соединенным с насосом 2. Трубками 3 и 4 газоприемное устройство соединено со штуцерами 5 и 5, через которые подводятся анализируемый и сравнительный газы в камеру, расположенную в зазоре магнигной системы. Устройство содержит магнитное ярмо 7 с «руглым отверстием 8 в цеитре ярма. В отверстии сн.мметрично установлен ферро.магнитный полюсный накоиечиик Я преимущественно, прямоугольиой формы. В зоне ярма он встроен в неферро 1агн -1тный цилиндр W. Между полюсным на/конечником и стенками круглого отверстия имеется кольцевой зазор, который сверху и снизу закрыт конусными кольцами 7/ из неферромагннтного матернала. Для нодачи анализируемого и сравнительного азов в зазор в ярме 7 имеются i;a ia;ib 12 н 13, вьгходящие в кольцевой зазор в его диаметрально противополож ых точках. В ферромагнитном гюлюспом наконечнике 9 имеется сквозной понеречный канал 14, соединенный носерсднне с патрубком выхода газов 15, прохоляншм го 1 ертпкальной oo-i наконечника. В патрубке 15 установлен штуцер 16, соединенный трубкой /7 с насосо:м 18, являющимся нобулителем расхода. Выходные отверстия канала 14 выходят в кольцевой зазоп и смешеи - иа 90° относительно отверстий каналов 12 и 13, т. с. понеречн з1Й канал раеположен перпендикулярно оси входных каналов 12 и 13, которые, в свою очередь, {расположены встречно по оси, перпендикулярной оси камеры. В каналы 12 и 13 установлены натрубки 19, соелиненные тохбкамн 20 и 21 с дaтчiикoм перепада давленнй, напрнмер с дифференциальным Л1нкпофоном 22. Концы ярма 7. ;ключенного 1 замкнутую электромагнитную цепь, соедниены с крайними вертикальными стержггями Ш-образного сердечника 23 электромагнитной енстемы, а средний вертикальный стержень соединен с полюсным накопечником 9. На среднем стержне также находится катушка 24 электромагнита. Газоанализатор содержит усилитель 25, иоказываюидий прибор 26 и генератор импульсов тока 27.
Газоанализатор работает следуюни1м образо:м.
Апалнзируемый и сравнительный газы насосом 2 с больщим расходом ирокачиваются через газоприсмиое устройство /. При этом они смешиваются только в зоне натрубка сброса газов. Через трубку 3 сравнительный газ ноступает в канал 13 и из него в кольцевой зазор 8. В зазоре он нроходнт по }часткам 28 и 29. Апализир емый газ через трубку 4 и канал 12 поступает в зазор и ироходит по участкам 30 и 31. Анализируемый и сравнительный газы из участков 28, 29, 30 и 31 насосом 18 через канал 14, патрубок 15 и штуцер 16 выкачиваются из кольцевого зазора и выбрасываются в атмосферу. Поскольку системы хождения анализируемого и сравнительного газов симметричны, то в одной ноловине зазора будет находиться только анализируемый, а в другой только оравнительныи газы. Смешиваются они только в канале 14. При прохождении анализируемым и сравнительным газами зон неоднородного магнитного поля в зоне полюсного наконечника 9 между газами возникает перепад давления, пропорциональный разности их iMarнитнойвосприимчивости. Этот перепад давления измеряется дифференциальным микрофоном 22. Сигнал с микрофона поступает на усилитель 25 и после усиления на показывающий прибор 26. Катушка 24 электромагнита питается от генератора 27 импульсами тока прямоугольной формы.
Газоанализатор обладает достаточной степенью точности и быстродействием ио сравнению с известными -и облегчит исследования динамики потребления кислорода у больных людей, а также контроль быстротечных процессов окисления.
Формула изобретения
Магнитный газоанализатор, содержащий камеру, расположенную в зазоре магнитной системы с ярмом, включенным в замкнутую электромагнитную цепь, расположенные встречно но оси, перпендикулярной оси камеры, входные каналы анализируемого и сравнительного газов, датчик перепада давлений, подсоединенный к этим каналам, генератор импульсов тока и патрубок выхода газов, соединенный с побудителем расхода, о т л и ч а ю щ и и с я тем,
что, с целью улучшения метрологических характеристик газоанализатора, в ярме выполнено круглое отверстие, в котором с зазором расположен неферромагнитный цилиндр с встроенным в него полюсным наконечником, снабженным поперечным каналом, который расположен перпендикулярно осп входных каналов и середина которого соединена с патрубком выхода газов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Англии № 1236825, кл. G 1 N, оиублик. 23.08.68.
2. Патент Англии Л 1295615, кл. G 1 N, опублик. 08.11.72. (прототип).
Cf affHL/,f7&/7bf,6.c} газ
2Б
Фиг.1
