Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды

 

Изобретение относится к технике измерения и регулирования состава высокотемпературных газовых сред, в частности к устройствам для регулирования газового состава в камерах сгорания двигателей, печах химико-термической обработки, печах стекольной промышленности и др., где в качестве первичного преобразователя используется твердоэлектролитный датчик. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала, источник опорного напряжения, повторитель напряжения, двухуровневый компаратор, блок регулирования и сигнализации,усилитель с подстраиваемым коэффициентом усиления, сумматор и источник сдвигающего напряжения , причем источник Опорного напряжения выполнен подстраиваемым. 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (sl)s G 05 0 21/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4914944/24 (22) 29.12.90 (46) 15.08,93, Бюл. N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) R,.В.Цукерман. А.В.Лавренко, P.Ñ,Ñòàíкевич, Ф.С. Полой ко и В. И, Евстратова (56) Каталог фирмы "Айхелин" 1986.

Заявка Японии

N 62 †61, кл. G 01 N 27/26, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

СО СТАВА В Ы СО КОТЕ М П Е РАТУР НОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к технике измерения и регулирования состава высокотемпературных газовых сред, в частности к

Изобретение относится к технике измерения и регулирования состава высокотемпературных газовых сред, в частности к устройствам для регулирования газового состава в камерах сгорания двигателей, печах химико-термической обработки, печах стекол ьной и ромы шлен ности, других устройствах, где в качестве первичного преобразователя испол ьзуется твердоэлектролитный датчик (ТЭД), Целью изобретения является повышение точности устройства.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит твердоэлектролитный датчик ТЭД 1 угустройствам для регулирования газового состава в камерах сгорания двигателей, печах химико-термической обработки, печах стекольной промышленности и др., где в качестве первичного преобразователя используется твердоэлектролитный датчик.

Цель изобретения — повышение точности устройства, Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала, источник опорного напряжения, повторитель напряжения, двухуровневый компаратор, блок регулирования и сигнализации, усилитель с подстраиваемым коэффициентом усиления, сумматор и источник сдвигающего напряжения, причем источник опорного напряжения выполнен подстраиваемым. 1 ил. леродного потенциала, источник опорного напряжения 2, повторитель напряжения 3, последовательно соединенные двухуровневый компаратор 4 и блок 5 регулирования и сигнализации. Устройство также содержит последовательно соединенные усилитель 6 с задатчиком 7 коэффициента усиления, сумматор 8 с установленным на его втором входе источником 9 сдвигающего напряжения, при этом твердоэлектролитный датчик

1 углеродного потенциала соединен встреч- но с источником опорного напряжения 2, и через повторитель напряжения 3 — со входом усилителя 6. Выход сумматора 8 соединен со входом двухуровневого компаратора

4. Кроме того устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит коммутатор сигналов 10, за1833851 датчик уровня напряжения 11, задатчик нуля 12, задатчики верхнего 13 и нижнего 14 пределов зоны регулирования, формирователь 15 сигналов управления и сигнализации, блок 16 гальванического разделения, переключатель 17 режимов индикации и индикатор 18.

Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды работает следующим образом.

Твердозлектролитный датчик 1, помещенный в высокбтемпературную газовую среду, генерирует злектродвижущую силу Е, функционально связанную с концентрацией контролируемого параметра (C) При этом конкретный вид функциональной зависимости Е = f(C) определяется характером обьекта регулирования. Например, для печей цементации функциональная зависимость между ЭДС Е мв(и углеродным потенциалом (С), % в диапазоне значений (C) от 0,5 до 1,5%, что охватывает большинство применений, имеет вид

Е 794 + 0,043 Т х (9,652 — In (— 0,195)) Со1 25 (С) (1) где (С) — концентрация окиси углерода в печной атмосфере, %

Т вЂ” абсолютная температура в печи, К.

Переключатель режимов индикации 17 устанавливают в положение индикации напряжения источника 2 и с помощью задатмика 11 устанавливают напряжение, соответствующее нижнему пределу диапа- 35 зона регулирования, определяя его в соответствии с функциональной зависимостью

Е = f(C), Встречное включение источника опорного напряжения 2 и твердозлектролитного датчика 1 обеспечивает таким обра- 40 зом поступление на вход повторителя напряжения 3 разностного сигнала, из которого "удалена" неинформативная составляющая. С выхода повторителя напряжения 3 усиленный по мощности сигнал поступает 45 на вход усилителя 6, с помощью которого производится нормирование информационного сигнала в соответствии с принятым стандартом, например (0-1) В, (Π— 5) мА. Нормированный сигнал с выхода усилителя 6 50 поступает на вход сумматора 8, на второй вход которого поступает сигнал от источника 9 сдвигэющего напряжения. При помощи задатчиков 7 и 12 производится периодическая корректировка смещения нуля и накло- 55 на градуировочной характеристики твердозлектролитного датчика 1 по мере выработки его ресурса. Это позволяет увеличить ресурс в 4-5 раза, С выхода сумматора 8 информационный сигнал поступает на входы двухуровневого комп а рата ра 10.

При настройке регулятора переключатель режимов индикации 17 поочередно устанавливают в положение индикации уровней напряжения задатчиков 13, 14 и производят с их помощью установку верхнего и нижнего пределов зоны регулирования.

При выходе информационного сигнала за пределы зоны регулирования срабатывает один из уровней компаратора 10 и выдает сигнал на формирователь 15 сигналов управления и сигнализации, который вырабатывает соответствующие сигналы, подаваемые на вход блока 16 гальванического разделения, с выхода блока 16 гальванического разделения сигналы управления поступают на блок 5 регулирования и сигнализации, который изменяет состав газовой среды, возвращая контролируемый параметр газовой среды в пределы зоны регулирования. Включвние между формирователем 15 сигналов управления и блоком 5. регулирования и сигнализации, блока 16 гальванического разделения позволяет не подсоединять на "массу" положительную клемму источника опорного напряжения 2, ее потенциал становится "плавающим" относительно корпуса устройства. Этим обеспечивается высокая помехозащищенность измерительной схемы при наличии мощных источников, например, стартеров в автомобильных двигателях или электронагревателей в печах. Одновременно предотвращается искажение сигнала при замыкании на корпус положительного полюса твердоэлектромэгнитного датчика 1.

Тем самым достигается повышение точности регулируемого параметра, Выход источника опорного напряжения

2 с целью проверки стабильности его работы с помощью переключателя 17 режима индикации через коммутатор 10 может быть вручную подключен к индикатору 18, Коррекция опорного напряжения осуществляется вручную посредством воздействия на задатчик уровня напряжения 11, Выходы задатчиков 13 и 14 пределов зоны регулирования также могут быть подключены к входам коммутатора сигналов 10 посредством переключателя 17 режимов индикации. Такое подключение осуществляется при необходимости изменения верхнего или нижнего предела зоны регулирования. Точная подстройка нуля датчика, с целью увеличения его точности работы, осуществляется воздействием на задатчик нуля 12 после подключения выхода сумматора 8 к индикатору

18 коммутатора 10 посредством переключа1833851

Составитель И.Белостоцкая

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор

Заказ 2686 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 теля 17 режимов индикации. Наличие коммутатора 10, переключателя 17 и индикатора. 18 повышает сервисные возможности датчика что увеличивает точность и стабильность его работы.

Формула изобретения

Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды, содержащее размещенный в ней твердоэлектрОлитный датчик углеродного потенциала, источник опорного напряжения, повторитель напряжения, последовательно соединенные двухуровневый компаратор и блок регулирования и сигнализации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные усилитель с подстраиваемым коэффициентом усиления и

5 сумматор с установленным на его втором входе источником сдвигающего напряжения, при этом твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала встречно соединен с источником опорного напряжения, выпол10 ненным подстраиваемым, и через повторитель напряжения — с входом усилителя с подстраиваемым коэффициентом усиления, а выход сумматора соединен с входом двухуровнввого компаратора.