Термокаталитический детектор газа

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в устройствах анализа состава газовой смеси в автоматической газовой калориметрии. Цель изобретения - повышение точности измерения термокаталитического детектора газа. Термокаталитический детектор газа содержит реакционную камеру с штуцерами ввода газовой смеси и вывода продуктов реакции и термочувствительный элемент (ТЧЭ), расположенный внутри реакционной камеры, которая разделена непроницаемой перегородкой с перфорированным соплом. Реакция горения происходит непосредственно на ТЧЭ, включенном последовательно с двумя компенсационными элементами (КЭ) в электрическую цепь стабилизированного постоянного тока. Выводы ТЧЭ и последующего в цепи КЭ подключены к входам индикаторного блока, содержащего микропроцессор. Входы блока управления расходом газа подключены к выводам КЭ, а выход подключен к пьезоклапану, управляющему подачей газа в реакционную камеру, тем самым образуя обратную связь по изменению скорости протекания газовой смеси. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С О1 N 27/1Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4319569/23-25 (22) 22. 10 ° 87 (46) 15 ° 02 90 ° Бюл. И" 6 (71) Особое проектно-конструкторское

Ьюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (72) И.B. Полянский, В.К. Карасов и F.Ь. Плавинский (53) 543.274(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1206670, кл. G 01 N 27/16, 1984. фарзане Н.Г. и др. Автоматические детекторы газов. М.: Энергия,1972, с. 75-78. (54) ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИИ ДЕТЕКТОР

ГАЗА (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в устройствах анализа состава газовой смеси и автоматической газовой калориметрии. Цель изобретения - повышение точности измереИзоЬретение относится к аналитическому приЬоростроению и может быть использовано в устройствах анализа состава газовой смеси и в устройствах автоматических газов калориметр.

Цель изобретения - повышение точности измерения термокаталитического детектора газа.

На фиг. 1 представлена блок-схема термокаталитического детектора газа; на фиг, 2 — функциональная схема блока управления расходом газа.

„„SU„„1543329 А 1

2 ния термокаталитического детектора газа. Термокаталитический детектор газа содержит реакционную. камеру с штуцерами ввода газовой смеси и вывода продуктов реакции и термочувствительный элемент (ТЧЭ), расположенный внутри реакционной камеры, которая разде" лена непроницаемой перегородкой с перфорированным соплом. Реакция горения происходит непосредственно на ТЧЭ, включенном последовательно с двумя компенсационными элементами (КЭ) в электрическую цепь стабилизированно" го постоянного тока, Выводы ТЧЭ и последукщего в цепи КЭ подключены к входам индикаторного блока, содержащего микропроцессор. Входы блока управления расходом газа подключены к выводам КЭ, а выход подключен к пье" зоклапану,. управляющему подачей газа в реакционную камеру, тем самым образуя обратную связь по изменению скорости протекания газовой смеси. 2 ил.

Термокаталитический детектор газа содержит реакционную камеру I, разделенную непроницаемой перегородкой 2 соплом 3, подключенным к штуцеру 4 ввода газовой смеси, и штуцер 5 вывода продуктов реакции. В камере расположены термочувствительный. эле" мент 6, компенсационные элементы 7 и

8, включенные последовательно в электрическую цепь стаЬилизированного тока, которая подключена к выходу управляемого стабилизатора 9 тока, Термочув3 1943329 4 ствительный элемент 6 отличается от компенсационных элементов 7 и 8 наличием катализатора. Выводы термочувствительного элемента 6 и компенсацион5 ного элемента 7 подключены к входам индикаторного Ьлока 10, содержащего микропроцессор. Выводы компенсационных элементов 7 и 8 подключены к входам блока .11 управления расходом газа, Выход которого подключен к пьезоклапану 12, пьезоклапан соединен с реакционной камерой. Сопло 3 предназначено для подачи газа к первому компенсационному 7 и терм«чувствительному 6 эле.15 ментам. Второй компенсационный элемент размещен в полости реакционной камеры, отделенной от остальных элементов непроницаемой перегородкой 2. Часть сопла 3, проходящая через эту полость,20 выполнена перфорированной.

Устройство раЬотает следующим образом.

Включив блок 11 управления, расходом газа создают напряжение, которое 25 открывает пьезоклапан 12 ° Через пьезоклапан 12, штуцер 4 и сопло 3 в реакционную камеру 1 начнет поступать газовая смесь, обдувая поверхность термочувствительного элемента 6 и компен-З0 сационного элемента 7. На поверхность компенсационного элемента 8 газовая смесь попадает за счет диФФузии. При включении управляемого стабилизатора

9 тока по цепи его нагрузки (элементы З5

6, 7, 8) потечет элекгрический ток 10, который вызовет нагрев термочувствительного элемента 6 и компенсационных элементов 7 и 8. Так как терм«чувствительный элемент содержит катали- 4п затор, то произойдет реакция горения выделением дополнительного тепла и изменение падения напряжения на нем, а следовательно, и изменение электрической мощности. Дополнительная элект-45 рическая мощность (), полученная в результате реакции горения, определяетcR (1 = Т (Ug (J7) где Ug и U7 — cooT ветственно падение напряжения на термочувствительном элементе 6 и компен- 50 сационном элементе 7. Измерение разности падений напряжений U6 — U и операцию умножения производит индикаторный Ьлок 10, содержащий микропроцессор и отградуированный в единицах концентрации или единицы теплоты сгорания измеряемого газа.

Ток 10 при градуировке задатчиком управляемого стабилизатора тока 9 п«дбирают таким образом, чтобы полное сгорание измеряемого .компонента для заданного расхода газовой смеси через реакционную камеру 1.

Изменение расхода газовой смеси, подаваемой через сопло 3, от заданноI-o задатчиком блокам 11 управления расходом газа значения вызовет изме.", нение падения напряжения Д(! на компенсационном элементе 7, Блок 11 управления расходом газа работает следующим образом.

Так как компенсационный элемент 7 включен между входами 1 и 2, а элемент 8 между входом 2 и общей шиной решающего устройства, выполненного на операционных усилителях 13 - 16, то на выходе операционного усилителя

13 получается сигнал Ь(! = U †U8, где U u Ua- падения напряжения соответственно на компенсационных элементах 7 и 8, который усиливается усилителем 17. Выход усилителя 17 под-. ключен на один из выходов усилителя

18, на другой вход которого подается напряжение обратной связи с делителей

30-32 напряжения. Выход усилителя 18 подключен к базе управляющего транзистора 19, который управляет состоянием транзисторов 20 и 21. Резисторы

22 - 29, резисторы 30 - 32 вместе с операционными усилителями 13 - 1 составляют решающее устройство. Резисторы 30 - 32 необходимы для задания режима работы транзисторов 19-21, Резисторы 33 - 35 являются делителем напряжения, При уменьшении скорости потока через сопло 3 увеличивается падение напряжения на компенсационном элементе 7 и соответственно на выходе блока

11 управления расходом газа,, что в свою очередь увеличивает пропускную спосоЬность пьезоклапана 12. И, на".; оЬорот; при увеличении скорости погока через сопло 3 уменьшается пропускная спосоЬность пьезоклапана. Таким образом обеспечивается стабилизация расхода газовой смеси через реакционную камеру 1.

Формула изобретения . Термокаталитический детектор газа, содержащий реакционную камеру с шту» цером ввода газовой смеси, штуцером вывода продуктов реакции, компенсационный и термочувствительный элементы, расположенные внутри реакционной камеры, отличающийся тем, 5

15 что, с целью повые ения точности измерения, он содержит блок управления расходом газа и индикаторный блок, второй компенсационный элемент, стабилизатор тока, пьезоклапан, причем термочувствительный элемент одним выводом подключен к последовательно включенным компенсационным элементам, а другим выводом - к выходу стабилизатора тока, выводы термочувствительного элемента и первого компенсационного элемента подключены к входам индикаторного блока, входы блока управления расходом газа подключены к вы43329 водам первого и второго компенсационных элементов, а выход - к пьезоклапану, который соединен с реакционной

5 камерой к штуцеру ввода газовой смеЭ си подключено сопло для подачи газа к первому компенсационному и термочувствительному элементам, второй компенсационный элемент размещен в полости реакционной камеры, отделенной от остальных элементов непроницаемой перегородкой, а часть сопла, проходящая через эту полость, выполнена перфорированной, 15433 Р.9

Составитель В. Екаев

Редактор М. Недолуженко Техред M.Õoäàíè÷ Корректор Т. Иалец

° 4

Заказ 397 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

В

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101