Устройство контроля концентраций компонентов смеси горючих газов Советский патент 1982 года по МПК G01N27/16 

1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быту использовано при разработке анализа- торов концентраций компонентов смесей горюч(х газов с воздухом.

Известны устройства для газового анализа, использующие в качестве чувствительных элементов термокаталитические датчики.

Общим недостатком этих устройств является трудоемкость анализа компонентов состава смесей газов вследствие интегральной чувствительности термокаталитических датчиков ко всем горючим газам. Кроме того, эти устройства характеризуются низкой точностью анализа суммарных концентраций при контроле смесей вследствие различия теплового эффекта сгорания, диффузионных и тепловых свойств, различной активности катализатора к индивидуальным газам и др.

Известен газоанализатор, содержащий запоминающее устройство, термокаталитический датчик, подключенный к измерительной схеме через ключ, устройство вычитания сигналов, входы которого подключены к измерительной схеме и запоминающему устройству, генератор, выход которого подключен к входам управления ключа и запоминающего устройства, устройство дифференцирования логарифма сигнала, вход которого подключен к измерительной схеме 1.

Однако этот газоанализатор не обладает достаточной чувствительностью к компонентам многокомпонентных смесей.

Наиболее близким к изобретению является устройство контроля концентраций компонентов смеси горючих газов, содержащее размещенные в реакционных камерах термокаталитические чувствительные элементы, включенные в измерительные схемы через импульсные регуляторы режимов работы, вычислительное устройство, связанное с измерительной схемой 2. Однако это устройство также не обладает высокой точностью. Цель изобретения - повышение точ ности измерений, Эта цель достигается тем, что в устройстве, содержащем размещенные в реакционных камерах термокаталитические чувствительные элементы, включенные в измерительные схемц че рез импульсные регуляторы режимов работы, вычислительное устройство, связанное с измерительной схемой, реакционные камеры имеют различные объемы, а отношения площади сечения ,к длине у реакционных камер равны. у- const, где S - площади сечения реакционных камер, L - длины реакционных камеры На чертеже приведен один из воз можных вариантов устройства. Два идентичных термокаталитических элемента 1 и 2 размещены на дне реакционных камер 3 и соответственно, размеры которых удовлетворяю соотношению S- - площади поперечного .сечения камер 3 и Ц - длины камер 3 и. Температура элементов 1 и 2 поддерживается постоянной путем регули рования напряжения питания мостов, состоящих из термокаталитических элементов 1 и 2 и резисторов , с помощью усилителей 11 и 12 обратной связи, выходы которых подключен к мостам, содержащим термокаталитические элементы 1 и 2, а диагонали мостов подключены к входам усилителей 11 и 12 таким образом, что обра зуются две замкнутые системы авторе гулирования температуры элементов 1 и 2. , Ключи 13 и 1, управляемые генер тором 15, подключены так, что при и срабатывании импульсом генератора происходит замыкание резисторов 7 и 8. PeHepaTopi:15 с ключами 13 и 14 и усилители Т и 12, являясь импуль ными регуляторами режимов работы, образуют две цепи импульсного регу 9 4 лирования температуры чувствительных элементов, К выходам усилителей П и 12 подключена измерительная схема 16, к выходу которой подключено вычислительное устройство 17, вход запуска которого подключен к выходу генератора. Работой устройства управляет генератор 15 импульсом которого замыкаются ключи 13 и Н и останавливается вычислительнде устройство. При замыкании резисторов 7 и 8 происходит охла ; дение термокаталитических элементов 1 и 2, прекращение термокаталитической реакции на их поверхности и заполнение анализируемыми компонентами горючих газов камер 3 и за счет охлаждения газа и естественной диффузии. Через время, достаточное для достижения равенства концентраций в реакционной камере и окружающей среде, сигналом генератора происходит размыкание ключей 13 и 1 и включение вйчислительного устръйствэ«- Это приводит к импульсному увеличению температуры чувствительных элементов 1 и 2. Изме ительным прибором фиксируется разность сигналов от ермокаталитичеСких элементов, а вычислительным устройством анализируется разность сигналов переходного процесса в камере 3 и 4. Величины резисторов выбираются такими, чтобы при отсутствии анализируемого газа и его присутствии в установившемся режиме сигналы с мостов с чувствительными элементами 1 и 2 равны, Раамеры реакционных камер удовлетворяют соотношениям S-f Si tr где S ; площадь сечения первой и второй реакционных камер; длины первой и второй реакционных камер. Решая с помощью вычислительного устройства задачу по зависимости от времени разности выходных сигЧ1алов от термокаталитических элементов 1 и 2, определяется концентрация компонентов анализируемого газа. В предлагаемом устройстве особенно эффективно применять идентичные элементы с равными температурными режимами для получения одинаковой