Способ анализа газов

 

Изобретение касается газового анализа и может быть использовано при разработке автоматических газоанализаторов, в частности, осуществляющих контроль воздушной среды в угледобывающих шахтах, а также в нефтехимической промышленности при анализе газов. Целью изобретения является упрощение способа анализа газов, повышение его надежности и снижение энергозатрат. Поддерживают постоянной температуру измерительного чувствительного элемента, изменяя напряжение его питания. Поддерживают постоянной величину тока питания компенсационного элемента. О величине концентрации судят по выражению, приведенному в формуле изобретения. 2 ил.

СО10З СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 Ol) (5I) 5 G. 01 И 27/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

". ","А; 1,, .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4397727/25-25 (22) 28.03.88 (46) 15.03.90. Бюл. ¹ 10 (75) А.Н.Вакуров (53) 543.274(088.8) АКк 1

)$U„> при к,П„ ъ °

f C=const,C=const

Ю = AU — (-----—

Мк

ЬЦ(Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 243253, кл. 6 01 N 27/16, 1968.

Авторское свидетельство-СССР № 234739, кл. G 01 N 27/16 ° 1968. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ (57) Изобретение касается газового анализа и может быть использовано при разработке автоматических газоанализаторов, в частности, осущестИзобретение относится к газовому анализу горючих газов, основанному на изменении проводимости чувствительного элемента под действием анализируемого компонента, и может быть использовано при разработке автома- тических газоанализаторов, в частности, осуществ.>,яющих контроль воздушной среды в угледобывающих шахтах, а также в нефтехимической промышленности ,при анализе газон.

Цель изобретения — упрощение способа измерения концентраций анализируемого компонента, повьпление его надежности и снижение энергозат- . рат.

2 вляющих контроль воздушной среды в угледобывающих шахтах, а также в нефтехимической промышленности при анализе. газов. Целью изобретения является упрощение способа анализа газов, повышение его надежиости и снижение энергозатрат. Поддерживают. постоянной температуру измерительного чувствительного элемента, изменяя напряжение его питания. Поддерживают постоянной величину тока питания компенсационного элемента.

О величине концентрации судят по выражению, приведенному в формуле изобретения. 2 ил.

Способ анализа газов заключается в том что поддерживают температуру измерительного элемента постоянной путем изменения его питания и изменяют напряжение на компенсационном

1 элементе (КЗ), который имеет электротепловые параметры, идентичные пара- . метрам измерительного элемента, О концентрации анализируемого компонента судят с учетом изменения напряжения на измерительном и компенсационном элементах. Поддерживают ток питания КЗ постоянным. О величине концентрации судят по величине QU определяемой по формуле

1550403

ЬКк

Ек !

gU (- — — Е

110к

ЬКк

1-I — —— av

f С сопзс

) !Пи hU и и I

1 Пк f, С = const 2

f Ñ=const (2) где Ь Б ц — изм енение падения напряжения на измерительном элементе;

Š— величина тока, проходящего 0 через компенсационный чувствительный элемент;

R< — сопротивление компенсационного элемен га;

AU„ — изменение падения напряже- !5 ния на компенсационном элементе;

f — совокупность неизмеряемых факторов анализируемой среды, влияющих на величину 20 сопротивления компенсационного элемента;

-среднее значение; .f Ñ=const

С вЂ” величина концентрации анализцруемого компонента.

На фиг.! показана схема, реализуюцая данный способ в случае, когда

Д Ra 1 2, т.е. реализация форЬ1-1к мулы (1); на фиг. 2 — схема, реализующая способ в случае, когда

ЬВ,к

ń— — (1,2, т.е. реализация форму-!

Юк лы (2).

Схема состоит из блока 1 питания, со един енно r о с усилителем 2 и по следовательно соединенными сопротивлениями 3 (величиной R>) и компенса40 цион ным элементом 4 (величиной R<), параллельно которому подсоединено подс!трочное сопротивление 5 (величиной К ) мостовой схемы, состоящей из выключенных в ее плечи измеритель- 45 ного элемента 6 н сопротивлений 7-9.

П ри этом диагональ моста подключена к входу усилителя 2, а другая— к ее выходу, Милливольтметр 10, по пока|заниям которого судят о величине концентрации анализируемого компонен50 та, включен между средней точкой подстроечного сопротивления 5 и концом измерительного чувствительного элемента 6, соединенного с входом усил!ителя 2. При этом сопротивление

5 пОдбирается из условия R> ) К+ так, чтобы наличие сопротивления 5 не влияло на ток питания компенсацион1 ного элемента, а положение движка подстрочного сопротивления 5 устанавливается таким образом, чтобы напряжение между средним выводом сопротивления 5 и точкой его соединения с сопротивлением U и блоком 1 питания было равно части напряжения

U а именно U (— — ——

k к ЬК„

Iê ——

" !!Пк f, C"-const

Сопротивление 3 выбирается из условия R> » R< так, чтобы изменение сопротивления компенсационного элемента не влияло на изменение его тока питания.

Устройство работает следующим образом.

Мостовая схема, содержащая измерительный элемент 6, подключена к входу и выходам усилителя 2 так, что разбаланс мостовой схемы изменяет напряжение ее питания, изменяя при этом напряжение питания измерительного элемента и его сопротивление (из-за зависимости его величины от температуры нагрева) до тех пор, пока разбаланс не становится равным нулю, Так как К,» R<,то ток, проходящий через компенсационный элемент 4, не зависит от величины его сопротивления; так как R> >т R<, то наличие сопротивления не влияет на разность потенциалов на компенсационном элементе 4. !

При отсутствии анализируемого компонента отмечают положение стрелки милливольтметра 10, принимая это положение за начало отсчета ° При наличии анализируемого компонента напряжение питания измерительного элемента 6 изменяется, приводят к изменению напряжения измеряемого милливольтметром 10, по которому судят о величине концентрации анализируемого компонента.

При изменении неизмеряемых факторов анализируемой среды изменяется напряжение питания как на измерительном 6, так и на компенсационном

4 элементах таким образом, что разность потенциалов, измеряемая миллиФо рм ул а и з о б р ет ения

СпЬсоб анализа газов, включающий поддержание температуры измерительного элемента постоянной путем изменения его питания и изменение напря20 .жения на компенсационном элементе имеющем электротепловые параметры, идентичные параметрам измерительного элемента, а о концентрации анализируемого компонента судят с учетом

25 изменения напряжения на измерительном и компенсационном элементах, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и снижения потребляемой мощнос30 ти, поддерживают ток питания компенсационного элемента постоянным, а о величине концентрации судят по величине d U, определяемой по формулам

И =ЬП„- (1

- 1) Щк, при

Мк I

ЬР к dVx Е,С const 2 к

I — — 2, C=const бак к

dU» gf C=const

ЬКк }

1- — — к dvк ) f,С=-const

C

Як

) AU> -hU< при I„--—

Ь|5к К,С=const изменение падения напряжения на измерительном элемен-45 где ЬV те; величина тока, проходящего через компенсационный чувствительный элемент; сопротивление компенсацион- 50 ного элемента; изменение падения напряжения на компенсационном

dU элементе;

5 1550 вольтметром 10, при этом остается постоянной.

Способ реализации для случая, когЯк 1/2, показан на фиг.2.

-к д

Данная схема работает аналогичным образом, за исключением того, что на милливольтметр 10 подается часть. потенциала с измерительного элемента )p

6 (c точки, це соединенной с компен-. сационным элементом) и весь потенциал с компенсационного элемента 4 (с точки, не соединенной с измерительным элементом). Необходимо отметить, что снятие части потенциала с измерительного элемента 6 несколько снижает чувствительность датчика, Экспериментальное исследование вели-. т LRK I чины т„ показывает, что ее значение всегда удовлетворяет условию формулы (1), согласно которой на милливольтметр 10 подается весь потенциал с измерительного элемента

6 (с точки, несоединенной с компенсационным элементом 4) . При разработке новых измерительных элементов для увеличения их чувствительности к анализируемому компоненту стараются

dRк увеличить величину ---- где R Т— дт °

Р к

1 изменение, соответственно, сопротив403 б ления и температуры элемента, что приводит к увеличению величины

dR dR dR d| — — (— — = — — — -)

93 Ю Ьт ЬБ

В устройстнах, использующих современные чувствител ные элементы, а также и устройстнах, элементы которых будут разработаны, величина

bR

K dU C,f=const Удовлетворяет Ус1, ловию формулы (1) .

f — совокупность неизмеряемых факторов анализируемой среды, влияющих на величину сопротивления компенсационного элемента;

Юк — — f С =const — среднее значение

1 ак„ производной—

Эvg 1f C-=const ,.в рабочем диапазоне значений U»;

С вЂ” величина концентрации анализируемого компонента, 1550ч03

Составитель В.Екаев

Техред Я.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор И.Касарда

Заказ 268 Тираж 505 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д. 4/5

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