Устройство для определения концентрации горючих газов и паров

 

Использование: газовый анализ. Сущность изобретения: устройство снабжено пассивным чувствительным элементом, который выполнен с сопротивлением на 1-3% большим, чем сопротивление каталитического чувствительного элемента. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 27/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838767/25 (22) 13.06.90 (46) 15.06.92. Бюл. N 22 (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (72) А. В. Рязанов, В. А. Цибизов, И. М. Медведева, В. М. Козырев, Н, Д. Душкин и Ф. Н, Матузко (53) 543;274(088.8) (56) Карпов Е. Ф., Биренберг И. Э., Басовский Б. И. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы. М.: Недра, 1984, с. 91-110.

Шуберт Э., Айкер Х. Принципы безопасности для разработки и исследования газоанализаторов в каменноугольной промышленности, — Глюкауф, 1976, ЬЬ 4, с.

5-9.

Мю се Г., Шуберт Э. Шахтное проветривание. — Глюкауф, 1976, М 18, с. 61-70, Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для определения содержания горючих газов и паров в широком диапазоне.

Известны устройства контроля горючих газов и паров в воздухе (например, метана), основанные на измерении теплового эффекта от сжигания диффузионно-подводимых веществ на каталитически активном элементе, помещенном в пористую реакционную камеру, Недостатком этих устройств является то, что они могут работать только до нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), так как принципы замера горючих составляющих воздуха, заложенные в основу этих устройств, предполагают двойственность показаний (при концентрациях ниже НКПР и при больших

„„SU„„1741043 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ В ВОЗДУХЕ (57) Использование: газовый анализ. Сущность изобретения: устройство снабжено пассивным чувствительным элементом, который выполнен с сопротивлением на 1-3% большим, чем сопротивление каталитического чувствительного элемента; 1 ил. концентрациях — близких к 100 из-за недостатка кислорода). Кроме того, в этих устройствах чувствительные элементы быстро, а иногда мгновенно выходят из строя при концентрациях выше НКПР.

Известны также устройства (например, метанометр M 510 фирмы Ауэргезельшафт

ГМБХ, (ФРГ), определяющие содержание газов за счет измерения теплоотвода от нагретого пассивного (рабочего) чувствительного элемента при различных величинах теплопроводности смеси горючего газа или пара с воздухом, определяемых концентрацией газа.

Недостатком этих устройств является сравнительно малые (на 1-2 порядка меньше по отношению к предыдущему устройству) выходные сигналы на 1 концентрации исследуемого горючего газа или пара. Кро1741043

55 ме того, допустимая абсолютная погрешность для всего диапазона измерений этих устройств ведет к достаточно большим относительным погрешностям в диапазоне до

НКПР.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является портативная измерительная система А2 фирмы Ауэргезельшафт ГМБХ, (ФРГ). Это устройство содержит активный каталитический и пассивный — сравнительный чувствительные элементы, помещенные в пористую реакционную камеру, включенные в одну из ветвей схемы равновесного электрического моста и измерительного устройства, включенного в измерительную диагональ этого моста. При такой компоновке прибор работает для измерений в пределах 0-2 об. метана (до НКПР). Для выполнения измерений в пределах 5-100 об. метана прибор снабжен отдельным, подключаемым на штепсельном разъеме съемным блоком, работающим на принципе измерения теплопроводности и представляющим собой также отдельную мостовую схему(используется от предыдущего варианта только блок питания и измерительное устройство).

Недостатком данного устройства является большое количество дополнительных элементов, используемых при измерении высоких концентраций, и не используемых при этом элементе термохимического варианта прибора, а также громоздкость системы в целом.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства путем совмещения функций некоторых элементов, повышение удобства эксплуатации устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два чувствительных элемента, включенных в одну ветвь мостовой схемы, причем элемент 1 выполнен чувствительным по теплопроводности, элемент 2 выполнен из двух соединенных элементов, один из которых — элемент 3— аналогичен элементу 1 по теплопроводности и помещен в герметичную камеру 4 со

50 сравнительной газовой средой, а второй элемент 5 выполнен в виде термокаталитического элемента, причем они имеют в одной вершине мостовой схемы общую точку и подключены через двухпозиционный переключатель 6 к другой вершине. Вторую ветвь мостовой схемы составляют сопротивление отношения 7, 8, 9, В диагональ моста включено измерительное устройство 10, Устройство работает следующим образом.

При концентрациях горючих газов и паров меньше НКПР переключатель 6 включен на термокаталитический элемент 5, к которому совместно с элементом 1 за счет диффузии или принудительно подается исследуемая газовая смесь. При этом на измерителе 10 будет сигнал пропорциональный концентрации исследуемого горючего компонента газовой смеси, При концентрациях выше НКПР переключатель 6 переключается на элемент 3, помещенный в герметичную камеру 4 со сравнительной газовой средой. При этом в схему в одну из ветвей будут последовательно включены элементы 3 и 1, последний из которых помещен в анализируемую среду, При таком включении схема будет работать на принци- . пе измерения теплопроводности. Элемент

1, равнее выполнявший функции сравнительного, становится рабочим, а вновь включенный элемент 3 будет сравнительным.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации горючих газов и паров в воздухе, содержащее включенные в одну ветвь мостовой схемы идентичные рабочий и сравнительный элементы по теплопроводности, причем сравнительный элемент помещен в герметичную камеру со сравнительной средой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при расширении диапазона измерений, параллельно сравнительному элементу установлен термокаталитический элемент, при этом они совместно подсоединены к одной вершине мостовой схемы, а к другой — через двухпозиционный переключатель.

1741043 35

Составитель А.Рязанов

Редактор М.Циткина Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 2081 Тираж 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