Датчик теплопроводности

 

ОПИСАНИЕ„Ц 15

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 231078(2t) 2675600/18-25 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Мо (23) приоритет

G 01 N 25/08

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий (53) УДК 543,274 (088. 8) I

Опубликовано 251 2.79- Бюллетень Hо 4 7

Дата опубликования описания 25,1279 (72) Авторы

Ю.И. Беляев, П.И. Стальнов, Л.Е, Усков, М.В. Кулаков изобретения и В.В. Воробьев

Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им, Д.И. Менделеева и Московский ордена

Трудового Красного Знамени институт химического машино строе ни я (71) Заявители (54) ДАТЧИК ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение касается анализа материалов с помощью тепловых средств и относится к устройствам для измерения концентрации веществ в газовой и жидкостной среде по изменению теплопроводности от концентрации определяемого компонента. Оно может быть использовано в .химической промышленности для автоматизации и контроля производственных процессов.

Известно устройство, предназначенное для измерения концентрации газов, в котором в качестве. чувствительного элемента используется термосопротивление из платины или плати-15 нородия, помещенные в стеклянную ампулу (1). В таких датчиках с термосопротивлениями выходной сигнал имеет малую мощность и для его усиления в устройство вводят преобра- 20 зователи. Это ведет к усложнению устройства, вводит дополнительную погрешность преобразователя и повышает его стоимость.

Наиболее близким техническим реше-2 нием к изобретению является датчик теплопроводности, содержащий заполненный лиофобной жидкостью капилляр из диэлектрического материала и два электрода (2) ° 30

В этом устройстве рабочий раствор занимает все пространство между электродами, Поэтому при нагревании током лиофобной жидкости и при образовании парогазового промежутка в капилляре увеличивается давление, что может привести .к выходу датчика из строя, а при исчезновении парогазового промежутка образуется ударная волна, что так же может повлечь выход чувствительного элемента из строя. Кроме того, вследствие увеличения давления в капилляре снижается воспроизводимость показаний из-за изменения условий образования парогазового промежутка, а следовательно, уменьшается точность выходного сигнала.

Цель изобретения - повышение надежности работы датчика и повышение точности измерения.

Это достигается тем, что на концах капилляра установлены соединенные с ним в нижней части емкости, заполненные лиофобной жидкостью, выше уровня которой емкости соединены газовым каналом.

На чертеже приведена функциональная схема датчика.

705315

Формула изобретения

Датчик теплопроводности состоит

- иэ тонкого диэлектрического капилляра 1, двух емкостей для рабочего раствора 2, которые имеют воздушные промежутки 3, соединенные между собой газовым каналом 4 и электро --" дов 5, которые погружены в лиофоб5 йую жи*дкость, являющуюся рабочим раствором, и через которые к датчЖф "по ЖоМйтск напряжение питания.

Для измерения концентрации газа или жидкости газовую смесь или исследуемый раствор пропускают так, чтобы омывался капилляр 1. Ва электроды

5 подается напряжение питания и через датчик пб раст вору- в емкостях"и капилляре 1 начинает протекать ток.

В результате малого сечения капилляра раствор в нем будет нагревать" сй сйльйее и образуется арогазо=-" вый пузырь, который разорвет электрическую цепь. При образовании парогазового промежутка объем его будет больше объема лиофобной жидкости, из которой он образовался, в результате чего жидкость в этом месте раздвинется, что приведет к 25 небольшому увеличению давлений благодаря наличию воздушных промежутков над жидкостью. Чтобы исключить возможный переток лиофобной жидкости над жидкостью, с обеих сторон располагаются воздушные промежутки, которые соединяются между собой. В

- " зависимости от содержания анализируемого компонента в газовой смеси или растворе теплопроводность смеси или раствора будет меняться, а значит и отвод тепла через стенку капилляра 1 будет также меняться. В зависимости от этого время Образования парогазового промежутка будет функцией ат концентрации анализируемого компонента.

Примером использбвания является датчик теплопроводности, который имеет диэлектрический (стеклянный) капилляр диаметром 0,8 мм и длиной 45

20 мм, две емкости объемом по 3 ° 10 мм,. э заполненные насыщенным раствором

4 хлористого натрия, в который помещены два медных электрода общей площадью 50 мм . Ha электроды подают напряжение величиной 60 В. При определении концентрации двуокиси азота в анализируемой смеси время работы датчика увеличивается с 1/5 раз (до выхода капилляра иэ строя) до 10000, а погрешность измерения уменьшается с 10 до 5Ъ.

Датчик теплопроводности преобразует измеряемую концентрацйю веществ в газовой и жидкой среде в интервал времени, удобный для работы с цифровыми устройствами. Кроме того, датчик может служить для измерения температуры, расхода и других технологических параметров в различных производственных процессах, а также H для управления производственными процессами, что способствует улучшению качества выпускаемого продукта, уменьшению потерь .сырья и энергетических затрат в различных отраслях промышленности, например, в химической.

Датчик теплопроводности, содержащий заполненный лиофобной жидкостью капилляр из диэлектрического материала и два электрода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на концах капилляра установлены соединенные с ним в нижней части емкости, заполненные лиофобной жидкостью, выше уровня котброй эти емкости соединены газовым каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы.-И., 1973, с. 583.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2551441/18-25, кл. G 01 N 25/08, 07,12.77, (прототип) . ЦНИЙПИ Заказ 8018/45

Тираж 1073 Подписное

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4