Термохимический датчик

 

Изобретение относится к средствам измерения состава газовых сред и может найти применение в анализаторах горючих газов. Цель изобретения - расширение области применения, включая избирательньй анализ смесей диэтиламина, этанола, метилэтилкетона с водородом, аммиаком, метилакрилатом, пентаном, гексаном или бензолом. В состав датчика входят две пары термоэлементов, образующих с двумя постоянными резисторами два измерительных моста. В первой паре один термоэлемент активирован платиной и/или палладием, а второй - каталитически пассивный. Во второй паре один термоэлемент активирован неодимом, а второй - бромидом стронция .г. Выходной сигнал первой пары термоэлементов пропорционален суммарной концентрации горючих газов, выходной сигнал второй пары пропорционален концентрации диэтиламина, этанола или метилэтилкетона , а разность первого и второго из этих сигналов после их масштабирования пропорциональна концентрации других вьшеуказанных газов. 1 ил. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 27 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3960971/24-25 (22) 01.10.85 (46) 30.04.88. Бюл. Ю 16 (72) И. И. Бакаев, А. Г. Бондаренко и 10. А, Соколов (53) 513.274(088 ° 8) (56) Щербань A. Н. и др. Методы и средства контроля рудничного rasa.

Киев: Наукова думка, 1965, с. 288293 °

Авторское свидетельство СССР

11 763759, кл. G 01 N 25/32, 1980. (54) TEPMOXHNH×ÅÑКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к средствам измерения состава газовых сред и может найти применение в анализаторах горючих газов. Цель изобретения— расширение области применения, включая избирательный анализ смесей диэтиламина, этанола, метилэтилкетона

„„SU„„1392477 А1 с водородом, аммиаком, метилакрилатом, пентаном, гексаном или бензолом.

В состав датчика входят две пары термоэлементов, образующих с двумя постоянными резисторами два измерительных моста. В первой паре один термоэлемент активирован платиной и/или палладием, а второй — каталитически пассивный, Во второй паре один термоэлемент активирован неодимом, а второй — бромидом стронция.. Выходной сигнал первой пары термоэлементов пропорционален суммарной концентрации горючих газов, выходной сигнал второй пары пропорционален концентрации диэтиламина, этанола или метилэтилкетона, а разность первого и второго из этих сигналов после их " масштабирования пропорциональна концентрации других вышеуказанных газов.

1 ил.

1392477

Изобретение относится к средствам измерения состава газовых сред и может найти применение в анализаторах горючих газов.

Цель изобретения — избирательный анализ бинарных смесей одного иэ трех веществ; диэтиламина, этанола или метилэтилкетона с водородом, аммиаком, метилакрилатом, пентаном, гексаном или бенэолом.

На чертеже принедена схема термохимического датчика.

Термохимический датчик содержит параллельно включенные две пары тер- !5 моэлементов, одна из которых, содержащая измерительный 1 и сравнительный

2 термоэлементы, чувствительна к обоим компонентам бинарной газовой смеси, а вторая пара, содержащая первый 20 термоэлемент 3 и второй термоэлемент

4, чувствительна к одному иэ них.

Постоянные резисторы 5 и 6 образуют вместе с парами термоэлементон дна измерительных моста, Первый из термо- 25 элементов второй пары содержит слой неодима, а второй — слой бромида стронция ° Измерительные мосты подключены к измерительному устройству 7 с миниЭВМ. 30

Термоэлементы первой пары — измерительный 1 (каталитически активный) и сраннительньгй 2 (пассинный) — представляют собой пористый носитель, в котором размещена платиновая спираль.

Каталитическяя активность обеспечивается дисперсным, например, платинопалладиеным слоем, нанеСенным на но— ситель. Носитель термоэлемента 3 покрыт дисперсным слоем неодима, а но- 40 ситель термоэлемента 4 — дисперсным слоем бромида стронция ° Первая и вторая пары термоэлементов вместе с резисторами 5 и б, образуют дна измерительных моста, с измерительных диа- 4g гоналей которых выходные сигналы 1!, и " поданы на измерительное устройство 7.

Параметры термоэлементов следующие: платиновая спираль из микропровода диаметром 0,03 мм с числом витков !0,5, навитых на оправку 0,6 мм; носитель из гамма-оксида алюминия сферической формы, диаметром 1 мм; термоэлемент 3 пропитан раствором неодима сернокислого, а термоэлемент

4 — раствором бромида стронция; термоэлементы 3 и 4 после пропитки прокалены при температуре до 700 С.

Нри и даче напряжения иа клеммы н, г термоэлементы 3 и 4 нагренаются примерно до одинаковой температуры, но при этом катализ на них некоторых веществ протекает с различной скоростью.

Установлено, что термоэлементы обладают примерно одинаковой чувствительностью к водороду, аммиаку, акрилату, бенэолу, пентану и гексану, а чувствительность к диэтиламину, метилэтилкетону и этанолу у термоэлемента 3 существенно вьппе, чем у термоэлемента 4.

В таблице приведены экспериментальные зависимости выходных сигналон пары термоэлементов 3 и 4 от тока накала T Измерения проведены в мостовой измерительной схеме при концентрации вьппеукаэанных веществ 307 нгпкнего концентрационного предела воспламенения.

Чувствительность данной пары к диэтиламину, метилакрилату и этанолу при обычных токах накала, отвечающих наиболее пологому участну вольт-амперной характеристики (0,17-0,18А) примерно на порядок вьппе чем к остальным указанным веществам.

Пара терм оэлементов 1, 2 чувствительна ко в с ем вьппеуказ анным компонентам. Поскольку на термоэлементе 2 не происходит каталитическое сгорание, то чувствительность этой пары намного вьппе (примерно в 2-3 раза), чем второй лары, Выходной сигнал первой пары U ! пропорционален суммарной концентрации (теплотворности) обоих компонентов газовой смеси. Выходной сигнал U в первом приближении пропорционален концентрации одного иэ компонентов: диэтиламина, метилэтилкетона или этанола.

Сигналы второй пары термоэлементов по диэтиламину, метилэтилкетону или этанолу могут быть усилены во столько раэ, во сколько первая пара термоэлементов чувствительнее второй пары к этим компОнентам, и выходной сигнал по любому из остальных (неизмеряемому парой термоэлементов 3, 4) компонентон может быть вычислен как разность ц = 1.Ii — nU7, где и — коэффициент усиления

1392477

Выходной сигнал U мВ, при I А

Вещество

0,14 0,15 0,16 0,17 0,18

Водород

Аммиак

l0

119

Метилакрила т

Бензол

Пентан

Гексан

14

56

Диэтиламин

25

14

Метилэтилкетон

40

Этанол

Как видно нз таблицы, чувствительность второй пары термоэлементов к аммиаку, метнлакрилату и пентану не равна нулю, что обусловливает погреш- 5 ность избирательного анализа. Эта погрешность может быть минимизирована путем вычисления исправленных значений выходных сигналов по формулам: для дизтиламина, метилэтилкетона или этанола

0 %, °

U = пц Т и для остальных компонентов

U =

Знаки и + выбирают в зависимости от того, больше или меньше чувствительность первого термозлемента второй пары к этому компоненту, чем второго термоэлемента этой пары. формула изобретения

Термохимический датчик, содержащий две пары термоэлементов, первая из которьцс чувствительна к обоим компонентам бинарной газовой смеси, а вторая - к одному из них, постоянные резисторы, образующие вместе с парами термоэлементов два измерительных моста, отличающийся тем, что, с целью избирательного анализа смесей диэтиламина, этанола спи метилзтилкетона с водородом, аммиаком, метилакрилатом, пентаном, гексаном или бенэолом, первый термоэлемент второй пары содержит слой неодима, а второй — слой бромида стронция.

1392477

Составитель В. Екаев

Редактор И. Рыбченко Техред И.Верес Корректор Н. Король

Заказ 1887/49 Тираж 847 Подписнсе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

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