Способ анализа газов по теплопроводности

 

Изобретение относится к. области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке цифровых универсальных термокондуктометрических газоанализаторов. Целью изобретения является повышение точности анализа из-за увеличения чувствительности и получения сигнала в цифровой форме. Способ анализа газов предполагает использование работ чего и компенсационного термочувствительных элементов (ТЧЭ), которые включены в мостовую схему, при этом через компенсационный ТЧЭ пропускают ток заданной величины,.а через рабочий ТЧЭ пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспонендионному закону, и измеряют временной интервал с момента начала пропускания Тока.до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном ТЧЭ. 1 ил. с S л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G О1 N 27 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4045092/31-25 (22) 17.02,86 (46) 29.02.88. Бюл. М 8 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д,И,Менделеева. (72) В,С,Прохоров (5З) 54З.274(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 212609, кл. G 01 N 27/18, 1968, Авторское свидетельство СССР

11 830224, кл. G 01 N 27/18» 1981 ° (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ ПО ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (57) Изобретение относится к, области аналитиче ского . приборо строения . и может быть использовано при разработке цифровых универсальных термокондук„„Я0„„1377702 A1 тометрических газоанализаторов. Це-. лью изобретения является повыпение точности анализа из-sa увеличения чувствительности и получения сигнала в цифровой форме. Способ анализа. газов предполагает использование работ чего и компенсационного термочувствительных элементов (ТЧЭ), которые включены в мостовую схему, при этом через компенсационный. ТЧЭ пропускают ток заданной величины,. а через рабо-. чий ТЧЭ пропускают ток, величину ко-. торого уменьшают во.времени по.экспо-. ненционному закону, и измеряют временной интервал с момента начала пропускания тока.до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном

ТЧЭ. 1 ил.

1377702

Изобретение относится к аналитич е скому прибор о строению, а именно к способам анализа. газовых смесей по теплопроводности, и может. быть использовано при разработке. цифровых универсальных термокондуктометричес- . ких газоанализаторов, в частности образцовых, для аттестации поверочных бинарных и псевдобинарных газовых смесей.

Цель изобретения — повышение.точности анализа, Способ анализа газов по теплопро-. водности с использованием рабочего и 15 компенсационного термочувствительных элементов, включенных в плечи моста, заключается в балансировке моста из-. менением параметров его питания. Через компенсационный термочувствитель- 20 ный элемент пропускают ток заданной величины, а .через рабочий термочувствительный элемент пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспоненциальному закону. Изме. 25

1 ряют временной интервал с момента на. чала пропускания тока до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном термочувствительных элемен- 30 тах, по длительности этого времен- ного интервала определяют концентрацию анализируемого газа, На чертеже показана схема, поясняющая способ, 35

Измерительная мостовая схема содержит рабочее.1 и компенсационное 2 термочувствительные .плечи, причем компенсационное плеча выполнено в виде параллельного соединения h термо- 40 чувствительных элементов, идентичных рабочему. Температура рабочего элемента выше компенсационных элементов и степень его перегрева определяется значением h, сопротивлением 3, ем- 45 костью 4,.а также. текущим временем, так как сила. тока, протекающая через рабочий элемент, уменьшается периодически во времени по экспоненциальному закону. В измерительную диагональ моста. включены входы. операционного усилителя 5, при этом инвертирующий вход соединен с плечом развертки, образованным емкостью 4 и с рабочим плечом 1, а неинвертирующнй вход соединен с плечом, образованным постоянным термонеэависимым сопротивлением 3, и с компенсационным плечом, Выход операционного усилителя 5 подключен к диагонали питания моста и к измерителю 6 интервала времени, либо к частотомеру.

Рабочее 1 и компенсационные 2 термочувствительные плечи омываются одним и тем же анализируемым газом, что исключает необходимость применения компенсационных элементов с заполнением газами сравнения и обеспечивает универсальность прибора.

Устройство, реализующее способ, работает. следующим образом, Рабочее 1 и компенсационные 2 тер- мочувствительные плечи омываются одним и т ем же анализируемым газом, при этом упомянутые элементы, а также термонезависимое сопротивление 3 и емкость.4 совместно с операционным усилителем 5 образуют простейший мультивибратор,.полупериод колебаний которого. определяется временем, в течение которого. емкость 4 под воздействием напряжения на выходе операционного.усилителя перезарядится до напряжения, задаваемого на неинвертирующем входе. операционного усили" теля делителем напряжения, состоящем из компенсационного термочувствительного плеча 2 и резистора с термонезависимым сопротивлением 3, При этом сила тока, под действием которого перезаряжается емкость 4,.в.течении каждого полупериода.колебаний уменьшается по экспоненциальному закону, причем этот ток протекает через рабочее. 1 и компенсационное 2 термочувствительные плечи, зависит от состава анализируемого. газа и от. силы тока, протекающих через них.

При изменении состава анализируемо-. го газа тепловое состояние (величина сопротивления) рабочего термочувст-. вительного.плеча 1 изменяется сильнее, чем компенсационного.2. Это. происходит потому, что начальная. температура рабочего термочувстви-. тельного элемента 1 выше,.чем компенсационного плеча 2 из-за.выполнения компенсационного элемента путем па-.. раллельного.соединения термозлемен-.. тов аналогичных рабочему, Кроме.то-. го сила тока, протекающая через. рабочее плечо 1, а следовательно,.и. выделяющаяся в нем джоулева теплота, уменьшается во времени в течение каждого полунериода по экспоненциальному закону.

1377702

Формула изобретения

Способ анализа газов по теплопроводности с использованием рабочего и

Составитель В.Екаев

Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Редактор М.Товтин

Заказ 863(38 Тираж 847 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

В моменты времени, когда. напряжение на элементе 4 становится равным падению напряжения на сопротивлении 3, происходит переключение операционного усилителя. В результате этого..возникают периодические колебания, полупериод которых функционально связан с концентрацией анализируемого газа. Длительность этого полупериода измеряется измерителем интервала времени, который отградуирован в единицах концентрации анализируемого газа, компенсационного термочувствительных элементов, включенных в плечи моста, заключающийся в балансировке моста изменением параметров его питания, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения точности анапиза, через компенсационный элемент пропускают ток, величину которого уменьшают во времени по экспоненциальному закону, и измеряют временной интервал с момента начала пропускания тока до момента достижения постоянного отношения падений напряжения на рабочем и компенсационном термочувствитель5 ных элементах, по длительности этого временного интервала определяют конентрацию анализируемого газа.