Термокондуктометрический детектор Советский патент 1981 года по МПК G01N27/18 

(54) ТЕРМОКСНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к приборам, предназначенным для теплофизических измерений, и может найти применение в тех областях науки и техники, где необходимо измерять теплопроводность различных сред, преимущественно газов и жидкостей, например прт газовом анализе, хроматографии и т.п. Известен термокондуктометрический детектор, применяемый в газоанализаторах и хроматографах, представляющий собой металлический блок с четырьмя ка мерами, в которых располагаются термодатчикн - металлические нити или термио- торы, явл$пощиеся нагревателями. Термо- датчики образуют измерительный мост. Две камеры являются сравнительными, другие измерительными. Через измерительные камеры пропускают анализируемую среду, а через сравнительные - известную т.е. используется сравнительный метод измерения теплопроводности. При питании моста от источника постоянного тока сипнал в измерительной диагонали пропорционален теплопроводности анализируемой среща til. Недостатком устрсЛства является относзггельная сложность ксжструкшга, связан- ная с необходимостью обеспечения во всех камерах геометрической и электрической идентичности четырех термрдатчиков. Так как при сравнительном измерении теплопроводности фактически измеряется разность температур между термодатчиками в сравнительных и измерительных камерах, то требования к измерительному мосту предъ5юляются очень высокие. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является термокондуктометрнческий детектор, содержащий термостатированный блок, во внутренней полости которого расположены измерительная и ср авнительная камеры, и измеритель разности температур, подсоединенный к измерительному прибору и блоку питания 23. Недостатками устройства являются аначительная сложность и инерционность. 38 Цель изобретения - упрощение конст {Зукции термокондуктометрического детектора и повышение его быстродействия. Поставленн цель достигается тем, что в термокондуктометрическом детекторе, содержащем термостатированный блок, во внутренней полости которого расположены из1иеритеяьпая и сравнительная камеры, и измеритель разности температур, подсоединенный к измерительному прибору и блоку питания, измеритель разности температур выполнен в виде установленной в плоскости симметрии внутренней полости термостатированного блока и разделяющей эту полость на камеры термо электрической батареи с идентичными поверхностями разноименных спаев. На чертеже схематически представлен термокондуктометрический детектор газоанализатора. Детектор состоит из металлического термостатированного блока 1, во внутренней полости которого расположены измерительная 2 и сравнительная 3 камеры, разделенные являющейся измерителем разности температур термоэлектрической батареей 4, которая присоединена к блоку питания - источнику 5 напряжения с переменным коэффициентом пульсации и к блоку 6 измерения термо-ЭДС (измерительному прибору). Термоэлектрическая батарея расположена в плоскости симметрии внутренней полости блока 1. Разноименные спаи, обращенные к камерам 2 и 3, выполнены с идентичными поверхностями. Устройство работает следующим образом. На термоэлектрическую батарею 4 по дают питание от источника 5 переменного напряжения. При наличии в обеих камерах одинаковой среды теплоотдача с обеих поверхностей спаев термобатареи 4 одинако ва и, следовательно, температуры спаев равны, т.е. термо-ЭДС термобатареи равна нулю, что фиксируется блоком 6 измерения термо-ЭДС. При введении в измерительную камеру 2 среды с теплопроводностью, отличной от теш1опрово; 1ности сравнительной средь, вследствие неодинакового теплообмена между поверхностями спаев термобатареи 4 с камерами тепловые потоки к камерам 2 и 3 различны. В этом случае температур поверхностей спаев термоба1тареи также не равны, что вызывает появление термо-ЭДС в цепи блока 6 измерения термо-ЭДС. В соответствии с величиной и знаком термо-ЭДС на термобатарею 4 от источника 5 напряжения подают постоянную составляющую, не изменяя при этом действующее значение напряжения. Величину постоянной составляющей выбирают такой, чтобы за счет выделения и поглощения теплоты Пельтье на соответствующих поверхностях спаев термобатареи 4 термо-ЭДС в. цепи блока 6 измерения термо-ЭДС равнялась нулю. В момент равенства нулю термо-ЭДС термобатареи 4 о величине теплопроводности измеряемой средь судят по величине и направлению постоянной составляющей напряжения питания термобатареи. При автоматическом регулировании величинь постоянной составляющей напряжения питания термобатареи обеспечивается повьпиение быстродействия предлагаемого термокондуктометрического детектора. Простота и надежность предлагаемого устройства позволяет значительно облегчить и улучщить производственный и лабораторный контроль состава газов. Формула изобретения Термокондуктометрический детектор, содержащий термостатированнь й блок, во внутренней полости которого расположены измерительная и сравнительная камеры, и Измеритель разности температур, подсоединенный к измерительному прибору и питания, отличающийс.я тем, что, с целью упрощения детектора и повь шения его быстродействия, измеритель разности температур выполнен в виде установленной в плоскости симметрии внутренней полости термостатированного блока и разделяющей .эту полость на камеры термоэлектрической батареи с идентичнь ми поверхностями разноименнь х спаев. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М., Энергия, 197О, с. 437150. 2.Авторское свидетельство СССР № 193743, кл. Q OlN 27/18, 1963 (прототип).