Способ градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих смесей Советский патент 1981 года по МПК G01N25/32 

(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение в устройствах для анализа газов в химической, газовой, угольной и других отраслях промышленности. Известны устройства для контроля взрывоопасности смеси горючих газов, содержащие термокаталитический датчик и измерительную схему 1. Однако такие способы не позволяют обеспечить оценку степени взрывоопасности газовых смесей, имеющих различную температуру горения и пределы взрываемости в смеси с воздухом, так как мостовая измерительная схема датчика имеет один чувствительный термохимический элемент, чувствительность которого к различным горючим газам и их смесям не одинакова. Наиболее близким к изобретению является способ градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих смесей, содержащего последовательно включенные в мостовую измерительную схему каталитически активные низкотемпературные и высокотемпературные чувствительные элементы, заключающийся в изменении тепловыделения на чувствительных элементах при окислении на них различных горючих газов до достижения равенства тепловыделения на низко- и высокотемпературных чувствительных элементах 2. Недостатком данного способа является больщая трудоемкость и низкая точность градуировки устройства. Это вызвано тем, что градуировку устройства осуществляют путем экспер-иментального подбора чувствительных элементов. Как показал опыт, даже в пределах одной партии каталитически активных чувствительных элементов, имеющих практически одинаковые электрические параметры и приготовленных по одной технологии, разброс чувствительности к определенному газу составляет и более. В связи с больщим разбросом по чувствительности около 50% элементов бракуется. Целью изобретения является снижение трудоемкости и повыщение точности градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих газовых смесей. Поставленная цель достигается тем, что в способе градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих смесей, содержащего последовательно включенные в мостовую измерительную схему каталитически активные низкотемпературные и высокотемпературные чувствительные элементы, заключающемся в изменении тепловыделения на чувствительных элементах при окислении на них различных горючих газов до достижения равенства тепловь1делёния на низко- и высокотемпературных чувствительных элементах, равенство тепловыделения достигают путем изменения переменного пассивного резистора, который подключают параллельно низкотемпературным чувствительным элементам. Одновременно изменение режимов работы чувствительных элементов за счет изменения величины сопротивления переменного резистора позволяет, не прибегая к трудоемкой операции (подбору чувствительных элементов), использовать все приготовленные чувствительные элементы и выравнить суммарное тепловыделение от воздействия на чувствительные элементы различных горючих газов и их смесей, имеющих одинаковую степень взрываемости. На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа. Измерительная схема включает в себя измерительное устройство 1, постоянные (балластные) резисторы 2 и 3, активные чувствительные элементы 4 и 5, имеющие различную начальную температуру катализа, пассивные чувствительные элементы б и 7 и переменный пассивный резистор 8. Устройство работает следующим образом. Включается напряжение питания датчика и изменением величины сопротивления переменного резистора 8 добиваются равенства тепловыделения на высокотемпературных 4, 7 и низкотемпературных 5, 6 чувствительных элементах. Измерительное устройство 1 настраивается на нуль.. При воздействии различных горючих газов на датчик по величине разбаланса мостовой схемы, фиксируемого измерительным устройством 1, судят об их концентрации. Пример. Для настройки устройства контроля взрывоопасности горючих газовых смесей берут чувствительные элементы из двух партий: высокотемпературные, имеющие начальную температуру катализа 350- 400°С и низкотемпературные, т.е. 120- 200° С. При воздействии на датчик, собранный по показанной на чертеже схеме водородновоздушных и метано-воздущных смесей, характеризующихся резкой разницей в температурах горения на катализаторах, снимают выходные характеристики мостовой схемы датчика и получают соответствующие зависимости выходного сигнала от концентрации горючих газов. Разница ч показаниях измерителя 1, включенного в измерительную диагональ моста при воздействии различных горючих газов, имеющих одинаковую степень взрывоопасности, например 70% нижнего предела взрываемости (НОВ), т.е. 3,5 об.% СН 4 и 2,8 об°/о Н , составляет , т.е. такое значение погрешности составляет оценка взрывоопасности метано-воздущных и водородо-воздущных смесей с помощью данного устройства. Установка в устройстве резистора 8 величиной 16 Ом приводит к изменению режима работы чувствительных элементов 4 и 5, в результате чего на этих же смесях погрещность оценки взрывоопасности уменьшается до 24,5%. Уменьщение значения резистора 8 до 4 Ом, уменьшает погрешность оценки до 5%, т.е. для настройки устройства с точностью оценки степени взрываемоети различных газов (метана и водорода) ±5% требуется измерять щесть раз выходную характеристику устройства при воздействии на датчик газовых смесей. Для получения сравнительных данных параллельно производят настройку устройства известным способом - путем подбора чувствительных элементов 4 и 5. Для того, чтобы можно было подбирать элементы для их установки в мост датчика требуется снять на стенде выходные характеристики устройства для каждого элемента при воздействии газовых смесей. При снятии выходной характеристики устройства для оценки чувствительности, элемента 5 к низкотемпературному газу вместо элемента 4 в мост устанавливается его эквивалент - пассивный постоянный резистор. При снятии выходной характеристики устройства для оценки чувствительности элемента 4 вместо элемента 5 в мост также устанавливался эквивалент последнего, но снятие чувствительности осуществляется для обоих газов, и высокотемпературного и низкотемпературного, поскольку в устройстве элементы 4 и 5 включены последовательно, и низкотемпературный газ горит на обоих элементах. При окончательной настройке устройства в измерительный мост устанавливают элементы 4, 5, чувствительность которых к высокотемпературному газу близка к чувствительности на низкотемпературном газе. Из приготовленных двух партий по 10 элементов, для которых снимают 30 выходных характеристик при воздействии газовых смесей, лучшая подобранная пара элементов обеспечивает погрешность оценки степени взрывоопасности 13%. Использование предлагаемого способа градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих газовых смесей позволяет при незначительной трудоемкости дос тичь высокой точности градуировки и оценки степени взрывоопасности различных горючих газов и их смесей, а также повысить коэффициент использования чувствительных элементов. Применение указанного способа градуировки улучшит контроль и технику безопасности в химической, газовой и угольной промышленности.

Формула изобретения

Способ градуировки устройства для контроля взрывоопасности горючих смесей, содержащего последовательно включенные в мостовую измерительную схему каталитичес- s ки активные низкотемпературные и высокотемпературные чувствительные элементы, заключающийся в изменении тепловыделения на чувствительных элементах при окислении на них различных горючих газов до достижения равенства тепловыделения на низко-Ю и высокотемпературных чувствительных элементах, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности градуировки, равенство тепловыделения достигают путем изменения сопротивления переменного пассивного резистора, который подключают параллельно низкотемпературным чувствительным элементам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Щербань А. Н., Фурман Н. И. Методы и средства контроля рудничного газа. Киев, «Наукова думка, 1965, с. 271.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 457915, кл. G 01 N 25/32, 1975 (прототип).