Термохимический газоанализатор

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к средствам газового анализа в полевом исполнении, и может быть использовано для решения широкого класса задач контроля газов и паров в воздухе. Целью изобретения является повышение точности измерений и улучшение характеристик энергопотребления, например ресурса непрерывной работы. В термохимическом газоанализаторе полевого исполнения два термокаталитических чувствительных элемента включены последовательно в ветви мостовой схемы первичного преобразователя. Канал обработки и поддержания один, что уменьшает аппаратурную составляющую погрешности. Процессы нагрева измерительного и сравнительного элементов в процессе измерения разнесены во времени, а управление температурой элементов при последовательном их включении обеспечивается с помощью одной импульсно-широтной цепи управления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТИЕН<ЫИ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698199/25 (22) 31.05.89 (46) 30.08,91. Бюл. ¹ 32 (72) Ю.А.Кузьмин, В.И.Марков и И.И. Бакаев (53) 543.271.2(088.8) (56) Павленко В.А. Гаэоанализаторы, М,-Л.:

Машиностроение, !965, с.52, 53.

Авторское свидетельство СССР

¹ 813228, кл. G О1 N 27/02, 1987. (54) ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТ0Р (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к средствам газового анализа в полевом исполнении, и может быть использовано для решения широкого класса задач контроля газов и паров в воздухе. Целью изобретения

„„5U„„1673943 А1 является повышение точности измерений и улучшение характеристик энергопотребления, например ресурса непрерывной работы. В термокимическом гаэоанализаторе полевого исполнения два термокаталитичеcких чувствительных элемента включены последовательно в ветви мостовой схемы первичного преобразователя. Канал обработки и поддержания один, что уменьшает аппаратурную составляющую погрешности, Процессы нагрева измерительного и сравнительного элементов в процессе измерения разнесены во времени. а управление температурой элементов при последовательном их включении обеспечивается с помощью одной импульсно-широтной цепи управления. 1 ил.

1673943

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к средствам газового анализа в полевом исполнении широкого класса задач контроля газов и паров в воздухе. 5

Целью изобретения является повышение точности измерений и улучшение характеристик .энергопотребления, в частности ресурса непрерывной работы.

На чертеже изображена блок-схема тер- 10 мохимического гаэоаналиэатора.

Устройство включает источник 1 питания постоянного тока, первичный преобразователь (ПП) 2 с сравнительным 3 и измерительным 4 чувствительными элемен- 15 тами (ЧЭ), генератора 5 зондирующих импульсов (ГЗИ), управляющий ключ 6, устройства 7 и 8 выборки-хранения информации (YBX), дифференциальные усилители (ДУ) 9 и 10, регулятор-задатчик темпера гуры 20

11, синхрониэирующий генератор 12, широтно-импульсный модулятор(ШИМ) 13, пороговое устройство (ПУ) 14, световой индикатор (СИ) 15 и устройство искрозащиты 16. 25

Измерительный и сравнительный ЧЭ снабжены проволочными нагревателями и активным катализатором окисления. ПП 2 выполнен по мостовои схеме, в противопо ложные плечи которой включены измери- 30 тельный 4 и сравнительный 3 ЧЭ.

Источник 1 через последовательно соединенные устройство 16 искрозащиты и ключ 6 подсоединен к ПП 2. Первый вход ДУ

9 подсоединен к регулятору-эадатчику тем- 35 пературы 11. Синхронизирующий генератор 12 подсоединен к ШИМ 13. Выход ДУ 10 через ПУ 14 подсоединен к индикатору 15, К измерительной диагонали моста ПП 2 подсоединены входы УВХ. причем входы перво- 40 го УВХ 7 подключень1 соответственно по второму входу первого ДУ 9 и к первому входу второго ДУ 10, второй вход которого подсоединен к выходу второго УВХ 8. Выход первого ДУ 8 через ШИМ 13 соединен с 45 третьим входом ключа 6. Второй выход синхронизирующего генератора подключен к управляющим входам УВХ 7, 8 и генератора

5, включенного между ПП 2 и узлом соединения ключа 6 и устройства 16, 50

Устройство работает следующим образом, Генератор 12 определяет цикличность измерения, задавая постоянную периодичность следования нагревательных и эонди- 55 рующих импульсов, подаваемых на ПП 2.

При подаче синхроимпульса на ГЗИ 5 через мостовую схему протекает зондирующий импульс тока, амплитуда и длительность которого выбраны намного меньше, чем у нагревательного импульса, и стабилизированы.

Одновременно синхроимпульсом открываются УВХ 7 и 8.

Разность напряжений на ИЭ 3 и на регуляторе-задатчике температуры 11 поступает на УВХ 7 и ДУ 9, где преобразуется в постоянныи сигнал U> и запоминается. Разбаланс мостовой схемы поступает на УВХ 8 и ДУ 10, где также преобразуется в постоянный сигнал UE.

Сигнал Ui преобразуется в ШИМ 13 в импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна амплитуде Ui. После прохождения.синхроимпульса и зондирующего импульса с выхода ШИМ 13 подается сигнал управления на ключ 6, при этом закрыты

ГЗИ 5, УВХ 7 и 8. При открывании ключа 6 все напряжение от источника питания 1, эа исключением небольшого падения напряжения на искроэащитном устройстве 16 и на ключе 6. прикладывается к измерительной мостовой схеме. Происходит форсированный нагрев элементов 3 и 4 с коэффициен1ом форсирования

K 1 /I(1, где In — амплитуда тока нагревательного импульса: номинальный ток канала данного джипа измерительного элемента, нормируемыи для режимов питания постоянным током накала.

Поскольку элементы 3 и 4 включены последовательно. а сопротивления мостовой схемы мокнут быть выбраны достаточно большими, то потребляемый ток от источника питания для нагрева элементов 3 и 4 до той же температуры примерно в два раза меньше, чем в известном устройстве.

Поэтому разность между искроопасным током и номинальным током накала велика.

Амплитуда тока импульса выбрана в 1,5-2 раза больше номинального тока накала In, а длительность импульса и длительность паузы примерно одинаковы.

Если к приходу очередного синхроимпульса температура элемента окажется уменьшенной, по сравнению с заданной с помощью регулятора-задатчика температуры, например, из-за уменьшения напряжения источника питания или вследствие понижения температуры окружающей среды, то при прохождении зондирующего импульса разность напряжений на ИЭ 3 и регуляторе-эадатчике 11 по отрицательной амплитуде возрастает, LUVIM 13, открываясь раньше, вырабатывает управляющий импульс большой длительности, длительность нагревающего импульса In соответственно возрастает, При повышении температуры

1673943

Составитель Ю. Коршунов

Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо

Редактор Н, Горват

Заказ 2914 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 элемента, наоборот. цепь управления температурой отрабатывает уменьшение длительности нагревательного импульса.

Таким образом, при установившемся режиме работы ИЭ 3 и 4 испытывают периодические температуры от нагревательных импульсов одинаковой длительности. В конце импульса температура ИЭ 3, 4 достигает максимума, после его окончания ИЭ охлаждаются эа время паузы до некоторой средней температуры Т,р.

Формула изобретения

Термохимический гаэоанализатор, содержащий источник питания постоянного тока, первичный преобразователь с измерительным и сравнительным чувствительными элементами, управляемый ключ, два устройства выборки-хранения, два дифференциальных усилителя, регулятор-задатчик температуры, синхронизирующий генератор, широтно-импульсный модулятор, устройство искроэащиты и индикатор, причем источник питания подсоединен к первому входу ключа, выход которого через устройство искрозащиты подсоединен к первичному преобразователю, первый вход первого дифференциального усилителя подсоединен к регулятору-задатчику температуры, а синхрониэирующий генератор подсоединен к широтно-импульсному модулятору и второму входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и улучшения характеристик энергопотребления, в него введены генератор

5 задающих импульсов и пороговое устройство, к выходу которого подключен индикатор, первичный преобразователь выполнен по мостовой схеме, в противоположные плечи которой включены измерительный и срав10 нительный чувствительные элементы, а к измерительной диагонали подсоединены входы устройств выборки-хранения, причем выходы первого устройства выборкихранения подключены соответственно к

15 второму входу первого дифференциального усилителя, и к первому входу второго дифференциального усилителя, второй вход которого подсоединен к выходу второго устройства выборки-хранения, выходпервогодифференци20 ального усилителя через широтно-импульсный модулятор соединен с третьим входом ключа, к выходу второго дифференциального усилителя подключено пороговое устройство. второй выход синхронизирующего

25 генератора подключен к управляющим входам устройств выборки-хранения и генератора задающих импульсов, включенного между первичным преобразователем и узлом соединения ключа и устройства искро30 защиты.