Измеритель теплопроводности и составапОТОКА гАзОВОй СМЕСи Советский патент 1981 года по МПК G01N27/18 

Изобретение относится к измерению теплопроводности газов и газовых смесей и может быть использовано для измерения теплопроводности и состава потока газовых смесей с быстро изменяющимися значениями состава, теплопроводности и скорост потока в экспериментальных работах по исследованию химических процессо и реакторов, а также в промьшшенных реакторах и трубопроводах для полу.чения информации о локальных характеристиках газовых потомков. Известны анализаторы состава газ по теплопроводности, содержащие терморезистор, омическое сопротивление которого изменяется от темпер туры в связи с изменением теплопроводности анализируемого газа ГОИзмерение теплопроводности и сос ва газов реализуется в известных анализаторах только при небольших колебаниях расхода (не более 10-15% Как правило, известные газоанализат ры по теплопроводности оснащаются специальными средствами, обеспечивающими постоянство или снижающими колебания проходящего через них газа. В связи с этим они не могут быть использованы для измерения теплопроводности и состава непосредственно в потоке газа, скорость которого может изменяться от О до 5 м/с, а частбта пульсации концентраций составляющих компонентов составляет 20-50 Гц. Известен анализатор состава газй с использованием измерительных схем с автоматическим регулятором напряжения, поддерживающим температуру терморезистора постоянной, который позволяет проводить измерение быстро изменякнцихся концентраций 2. Наиболее близким к предлагаемому является измеритель теплопроводности и состава потока газовой смеси, содержащий нагреватель с термонезавиcи взIM омическим сопротивлением. терморезистор, включенный в измерительный мост с пассивной веТвью, и регулятор напряжения, вход которого подключен к измерительной диагонали моста. Предварительный подогрев газа перед измерением теплопроводности снижает расходную зависимость и уменьшает погрешность от изменения расхода при измерении теплопроводности 3J. Однако в указанном устройстве нагреватель и терморезистор включены последовательно в одно плечо измерительного моста,, вследствие чего ч рез них всегда идет одинаковый ток. Это не позволяет изменять величину тока через нагреватель в широком диапазоне независимо от тока через терморезистор. В результате диапазон расходЬй и теплопроводностей в котором может быть достигнуто уменьшение расходной зависимости, остается; достаточно узким. Цель изобретения - сохранение точности измерений при изменении расхода газа. Поставленная цель достигается те что в измерителе теплопроводности и состава потока газовой смеси,соде жащем нагреватель с термонезависимым омическим сопротивлением, термор зистор , включенный в измерительный мост с пассивной ветвью, и регулято напряжения, вход которого подключен к измерительной диагонали моста, нагреватель подключен к выходу регу тора последовательно с измерительным мостом, а каждое из сопротивлений R пассивной ветви моста выбрано из соотношения -сопротивление терморезис ра; -сопротивление нагревател напряжение на выходе регулятора напряжения,соответствующе нулевой концентрации анализируемог компонента; J - ток через нагреватель, пр котором он нагревает газ до темпер туры терморезистора. На чертеже представлена схема и мерителя теплопроводности и состав потока газовой смеси. Вход автоматического регулятора I напряжения подключен к измерительой диагонали измерительного моста, остоящего- из терморезистора 2,потоянного резистора 3, а также потоянных и одинаковых резисторов 4 5 пассивной ветви моста. Нагреватель 6 с термонезависимым омиеским сопротивлением подключен к выходу регулятора 1 напряжения последовательно с измерительным мостом. Выход регулятора I напряжения явяется выходом устройства. Устройство работает следующим образом. Исследуемый газ проходит последовательно через независимый от температуры, нагреватель 6 и терморезистор 2. Нагреватель 6 подогревает газ перед терморезистором 2, что уменьшает погрешность от изменения расхода. Кроме того, в предлагаемом устройстве мощность, рассеиваемая на нагревателе 6, автоматически увеличивается при увеличении расхода, и дополнительно уменьшлется погрешность от изменения расхода. Это происходит потому, что при увеличении расхода терморезистор 2 остывает, регулятор 1 напряжения авто 4атйчески увеличивает на1пряжение на выходе,чтобы вернуть температуру терморезистора 2 к исходному состоянию, увеличивая тем самым мощность рассеяния на нагревателе 6. Расширение диапазона расходов и тегшопроводностей, в котором допустимо уменьшение погрешности от изменения расхода, происходит за счет того, что в предлагаемом устройстве можно задавать ток через нагреватель 6 независимо от тока через терморезистор 2 так, чтобы газ на нагревателе 6 нагревался до температу терморезистора 2, точнее до средней температуры газа около терморезистора 2. Получение зтого значения тока через нагреватель 6 осуществляют выбором сопротивлений каждого из резисторов 4 и 5 в соответствии с соотношением. 2Г 1 Л 2V Предлагаемое устройство, таким образом, позволяет проводить измерение теплопроводности и состава потоков газовых смесей в широком диапазоне расходов и теплопроводное