Чувствительный элемент для термокаталитического датчика Советский патент 1980 года по МПК G01N27/16 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а точнее к термокаталитическим датчикам, и может быть использовано для контроля взрывоопасности смесей предельных углеводородов, составляющих нефтегазовую среду с воздухом. Известно устройство для контроля взрывоопасности горючих газов в атмосфере, представляющее собой однокамерный термохимический датчик, состоящий из двух идентичных чувствительных элементов з виде окисно-алюминиевых цилиндров. Один цилиндрик каталитически активный, другой - пас сивный. На каталитически активном цилиндрике происходит беспламенное сжигание горючей составляющей анализируемой атмосферы, а полученный тепловой эффект в сравнении с пассивным цилиндром оценивается с помо щью электрической мостовой схемы i Однако известному устройству сво ственна большая погрешность при опр делении концентрации, например, пре дельных углеводородов в процентах от нижнего предела воспламенения (НПВ), что объясняется различным тепловыделением при сжигании углеводородов в одинаковых концентрациях от НПВ на каталитически активном элементе. Указанный недостаток можно устра-, нить, выбрав определенную геометрическую форму каталитически активного (чувствительного) элемента и определенную длину участка элемента, на которую намотана нагревательная спираль. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является чувствительный элемент термокатгшитического датчика/ выполненный в виде полого цилиндрика из Tf-окиси алюМИНИН, на поверхность которого нанесена смесь платины и палладия и уложена платиновая нагревательная спираль 2 . Недостатком датчика с такими размерами является большая погрешность контроля взрывоопасности нефтегазовых смесей (около +18%). Это объяс-. няется тем, что распреде.пение температуры по длине цилиндрика не является оптимальным с точки зрения минимума погрешности контроля довзрывных концентраций нефтегазовых сред. Цель изобретения - повышение точности контроля степени взрываемости горючих нефтегазовых смесей.

Поставленная цель достигается тем что отношение длины элемента к его наружному диаметру р,:.вно 1,67-2,5, длина участка элемента, покрытого нагревательной спиралью, составляет 0,31-0,33 его общей длины, а внутренний диаметр равен 0,36-0,4 внешнего.

На чертеже представлена конструкция чувствительного; элемента термокаталитического датчика.

Предлагаемый чувствительный элемент датчика, изготовлен в форме полого цилиндрика из -у токиси алюминия, его размеры: наружный диаметр О,- 1,1 мм, внутренний d - 0,4 мм, полная длинаL 2,0 мм.Для прида-кия цилиндрику каталитических свойств на него химическим путем нанесена смесь платины и паллгздия (Pt 1% и Pd 2% от веса цилиндрика). На цилиндрике снаружи нарезана резьба с шагом 0,16 мм, в которую уложено 5 витков платиновой проволоки диаметром 0,02 мм. Таким образом, длина t участка элемента покрытого нагревательной спиралью составляет 0,64 мм.

Платиновая проволока одновременно выполняет функции катализатора, нагревателя и термометра сопротивления. Пропускаемый ток, равный 0,135 А, при напряжении на мостовой схеме, равной 5 В, нагревает среднюю часть элемента до температуры, при которой происходит диффузионное окисление метана, т.е. 450с. Меньшая температура не дает возможности

окислять метан, а большая может привести к перегоранию проволоки.

При контроле нефтегазовых сред предлагаемый чувствительный элемент снижает погрешность по сравнению с известным почти в два раза.

Разработка газоаналитической аппаратуры на базе предлагаемого чувствительного элемента позволяет применять их для управления газовым режимом взрывоопасных объектов многих отраслей промышленности.

Формула изобретения

Чувствительный элемент для термокаталитического датчика, выполненный в виде полого циливщра из Т -окиси алюминия, на поверхность которого нанесена смесь платины и палладия и уложена платиновая нагревательная спираль, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля степени взрывоопасности горючих нефтегазовых сред, отношение длины элемента к его наружному диаметру равно 1,67-2,5, длина участка элемента, покрытого нагревательной спиралью, составляет 0,31-0,33 от его общей длины, а внутренний диаметр равен 0,36-0,4 внешнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №269566, кл. G 01 N 25/30, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР кл. G 01 N 25/32, 1970 (прототип).

.......;,-. 4---