Термокондуктометрический датчик Советский патент 1980 года по МПК G01N27/18 

(54) ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЯ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке термокондуктометрических газоанализаторов, преимущественно при создании переносных приборов контроля содержания метана в атмосфере шахт в нормальной и аварийной газовой ситуации.

Известен термокондуктометрический датчик, содержсцций рабочий и сравнительный термисторы, помещенные в соответствующих каналах блока, через которые проходит газ-носитель с измеряемым компонентом и чистый газноситель . Термисторы помещены в двойные экраны из перфорированного металла l ,

Приборы с этими блоками при работе в стационарных условиях обеспе чивают хорошие метрологические характеристики, однако имеют большое время прогрева. При изменении температуры анализируемого воздуха даже при хорошей теплопроводности материала блока датчиков будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей камере и в сравнительной, что приведет к значительным погреш-остям измерения.

Наиболее близким по технической СУЩНОСТИ к изобретению является термокондуктометрический датчик для переносных газоанализаторов, содержащий рабочую и сравнительную камеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде экранированных проволочных нитей 2.

Выравнивание температуры воздуха в сравнительной и рабочей камерах

10 при изменении температуры анализируемой смеси также зависит от массы блока, и в этой конструкции будут возникать перепады температур, которые приведут к значительным погреш15ностям в процессе измерения. Так, например, при изменении температуры смеси в рабочей камере на при постоянстве температуры эталонного

20 воздуха и сравнительной камере погрешность датчика теплопроводности для смеси с 2 об.% CHj, от этого фактора составит порядка 40%. Такие перепады температур вполне реальны

25 для переносного газоанализатора.

Целью изобретения является повькиение точности измерения и быстродействия датчика.

Поставленная цель достигается за счет того, что рабочая камера

выполнена в виде цилиндра из метгаллической сетки, а сравнительная в виде цилиндра из тонкостенной металлической трубки, причем обе камеры установлены в емкости для анализируемой смеси.

На чертеже дана схема предлагаемого датчика.

Рабочая камера 1 термокондуктометрического датчика имеет два цилиндра 2, 3 из металлической сетки. Цилиндры 2, 3 установлены коаксиально с помощью втулок 4 из изоляционного материала. Через центры этих втулок проходят токоподводы 5, к концам которых приварена платиновая нитоь 6, экранированная цилиндром 2.

Сравнительная камера 7 имеет также два цилиндра 8, 9 при этом цилиндр 8 выполнен из сетки, а наружный цилиндр 9 - из тонкой металлической т Ьубки. Цилиндры 2 и 8, 3 и 9 имеют соответственно одинаковые размеры. Установка цилиндров 8, 9 коаксиа.льно достигается с помощью втулок 10, через центры которых проходят токоподводы 11. К концам токоподводов 11 приварена платиновая нить 12, экранированная цилиндром 8. Рабочая 1 и сравнительная 7 кгииеры установлены вертикально в емкости для ангшизируемой смеси 13.

Для обеспечения постоянства состава воздуха в сравнительной камере 7 места подсоединения токоподводов 11 и сЬединения втулок .10 с цилиндром 9 герметизируются.

Рабочая 1 и сравнительная 7 камеры для обеспечения идентичности условий теплообмена устанавливаются в емкости 13 симметрично относительно входного отверстия для анализируемого воздуха. Для защиты термокондуктометрического датчика от меX анических воздействий входное отверстие камеры реакции (емкости 13) закрыто жалюзи.

Датчик работает следующим образом. Воздух в емкость 13 поступает через жалюзи за счет конвекции и омывает обе камеры рабочую 1 и сравнительную 7. Оба чувствительных элемента б, 12 датчика имеют практически одинаковые условия теплообмена с анализируемой средой, а следовательно, при колебаниях температуры последней не будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей и сравнительной камерах, и выходной сигнал не будет зависеть от этого фактора. Чувствительные элементы датчика - экранированные платиновые нитивключены в мостовую измерительную схему, которая обеспечивает съем сигнала об изменении теплопроводности среды при поступлении в нее метана.

Изобретение направлено на повышение качества и надежности контрол одного из основных опасных компонейтов рудничной атмосферы-метана и создает предпосылки для обеспечения безопасности труда горнорабочих Экспериментальные образцы термокондуктометрических датчиков изготолены и прошли испытания на взрывозашиту. В результате испытаний установлено, что чувствительные элемент термокондуктометрического датчика соответствуют требованиям, предъявляемым к специальному виду взрывозащиты.

Формула изобретения

Термокондуктометрический датчик для переносных газоанализаторов, содержащий рабочую и сравнительную камеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде -экранированных проволочных нитей, о т пич ающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия рабочая камера выполнена в виде цилиндра из металлической сетки, а сравнительная - в виде цилиндра из тонкостенной металлической трубки, причем обе камеры установлены в емкости для анализируемой смеси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3106088, кл. 73-27, 08.10.63.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 183167, кл. Е 21, 1963 (прототип)

Ю

.-1Z