Ячейка теплового анализатора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Соф14лнстимюских

Республик »628435

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 04.77 (21) 2470977/18-25 с присоединением заявки №2 (5!) М. Кл. ф 01 р1 27/14

/(С 01 и 1/гг

С1 01 1т 11/04 (53) УДК 543.272. .08:543.053 (088. 8) Гвюударютввнный нюмвтвт

Сюювтв в1внвютрюв СССР вю,авлвм нэюбрвтвннй н юткрмтнй (23) Приоритет— (43) Опубликовано15.10.78.Бюллетень №38 (45) Дата опубликования описания24.08.78

Е. П. Пистун, 3. Н. Теплюх, Р. Т. Франко, А. А. Кравченко, В. Ф. Примиский, Т. О. Кулла и А. А. Тыру (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения и Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявител т (54) ЯЧЕЙКА ТЕПЛОВОГО АНАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к первичным термокаталитическим преобразователям состава газовых сред тепловых . средств измерения и может быть применено для анализа состава бинарных или

I квазибинарных газовых смесей как в на: учных исследованиях, так и в системах контроля различными технологическими процессами.

Известна термокаталитнческая ячейка, выпо.тненная в виде камеры с входом и выходом для газа и содержащая раэмещенный вне зоны направленного потока чувствительный элемент и заслонку, причем вход и выход для газа расположены по одну сторону чувствительного элемента (1). Эта ячейка обладает невысокой чувствительностью и имеет невысокую точность в процессе измерения за счет влияния на ее выходной сигнал колебаний расхода анализируемой среды и коэффициента теплоотдачи.

Наиболее близким техническим решением едлагаемому изобретению является ячейка газоанализатора по теплопро водности, содержащая соединенную с магистралью подачи анализируемой среды

t проточную камеру, в которой размещен термочувствительный элемент, включенный в, электрическую измерительную схе- му 12). Однако и это устройство не обладает достаточной чувствительностью.

Для повышения чувствительности и точности измерений, в предложенной ячей- ке на магистрали подачи анализируемой среды установлен с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей пневматический мост, междроссельные камеры которого соединены через проточную камеру.

На .чертеже схематически изображена предложенная ячейка теплового анализатора.

Ячейка теплового анализатора, например, термокаталитическая, содержит проточную камеру 1, в которой расположен термочувствительный элемент 2. Магистраль подачи анализируемой среды

3 62843 разветвляется на две линии, на которых установлены ламинарный 3 и турбулентный 4 дроссели, образующие вместе с турбулентным 5 и ламинарным 6 дросселями пневматический мост, являющий-, ся рвзновидно стью дифференциальной, 5 пневматической схемы с перекрестным расположением дросселей. Турбулентный дроссель 5 установлен нв линии, снабженной ламинарным дросселем 3, а ламинарный дроссель 6 — на линии с турбулентным дросселем 4. Проточная камера 1 ячейки подсоединенв одним концом к междроссельной камере 7, а другимк междроссельной камере 8. Турбулентные дроссели могут быть выполненй в виде тонкостенных диафрагм, ламинарные дроссели - в виде капиллярных трубок или в виде переменных ламинарных сопротивлений, а термочувствительный элемент, в частности, при термокаталитическом методе измерения, иэ металла, являющегося катализатором для анализируемого комцонента, например, в виде тонкой платиновой проволоки.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая среда под постоянным давлением питания подается в проточную камеру одновременно с двух противоположных сторон. С одной стороны анализи- руемая смесь подается .в ламинарном режиме течения, который обеспечивается лвминарным дросселем 3, а с другой — в турбулентном режиме течения, который обеспечивается турбулентным дросселем

4. Из камеры анализируемая среда одновременно отводится также с противоположных сторон и также в различных режимах течения: в турбулентном режиме, обеспе- 40 чиваемым турбулентным дросселем 5 и в ламинарном - обеспечиваемым лвминарным дросселем 6.

Путем изменения параметров турбулент-4 ных и лвминарных режимов течения анализируемой среды, определяемых. например, характеристиками применяемых турбулентных и ламинарных дросселей, обеспечивают при некотором заданном составе анализируемой среды равенство расходов анализируемой среды, проходящих через дроссели. В этом случае в зоне чувст вительного элемента существует движение анализируемой среды, обусловленное 55 лишь диффузионными и конвективными процессами, которое не имеет направленного характера. Температура чувствительного элемента определяется каталитичесS 4 ким сгоранием определяемого компонента в анализируемой смеси.

При изменении, например при снижении концентрации, определяемого компонента в анализируемой смеси температура чувст-. вИтельнмо элемента за счет уменьшения общего количества тепла, выделяемо-, го при сгорании горючего компонента, будет также понижаться. Кроме того, при снижении концентрации определяемого «омпонента за счет изменения вязкости и плотности анализируемой смеси будут изме няться газодннамические сопротивления дросселей 3, 4, 5 и 6. При этом, если сопротивление дросселей 3 и 6 будут увеличиваться. то сопротивления дросселей 4 и 5 будут уменьшаться и наоборот

Это приводит к тому, что в камере 1 вдоль чувствительного элемента 2 будет возникать направленный поток анализируемого газа, скорость которого пропорциональная концентрации определяемого в нем компонента: снижение концентрации определяемого компонента увеличивает скорость направленного потока. Возникший направленный поток забирает от чувствительного элемента тепло, в результате чего дополнительно понижается температура чувствительного элемента.

Таким образом, каждому значению концентрации горючего компонента в анализируемой смеси соответствует определенное значение температуры чувствительного элемента.

Чувствительность предложенной ячей.ки по сравнению с известными значительно выше.

На основе предложенной ячейки могут быть созданы высокочувствительные гаэоанализаторы горючих компонентов в газовых средах. Особенно перспективным за счет высокой чувствительности ячейки представляется создание на ее базе сигнализаторов малых концентраций горючих компонентов газовых смесей, в частности, для газовой, нефтеперерабатывающей. и нефтехимической промышленностей, в также в целях контроля атмосферы шахт и окружающей среды.

На практике могут быть применены видоизменения этой ячейки, например, ! включение в диагональ пневматического моста параллельно двух камер с термо чувствительными элементами, либо исполь« эоввние двух мостовых пневматических схем с проточной камерой в каждом мосту, причем в этом случае термочувствительные элементы должны быть включены в противоположные плечи электрической измерительной схемы..

628435

Формула изобретения

Составитель В. Екаев

Редактор И. Шубина Техред H. Бабурка . Корректор l1. Мельниченко

Заказ 5789/37 Тираж 1112 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ячейка .теплового анализатора, содержащая соединенную с магистралью dopaчи анализируемой среды проточную камеру, в которой размещен термочувствитель- S ный элемент, включенный в алектрическую измерительную схему, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности: измерений, на магистрали подачи анализируемой среды установлен с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей пневматический мост, междроссельные камеры ко горого .соединены через проточную камеру.

Источники информации, принятые во внимание при експертиэе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 454469 М. кл (F01 К 27/15, 1973.

2. Павленко В. А. Гаэоаиалиэаторы, М-Л, 1965, с. 45.