Газоанализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ 4299

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* ,l(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1402.73 (21) 1882212/18-25 с присоединением заявки ¹ 2312921/18-25 (23) Приоритет—

Опубликовано 3006.80.Бюллетень ¹ 24 (53)M. Кл.2

G 01 N 25/32

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УД 543.544 (088.8) Дата опубликования описания, 300 680 (72) Авторы изобретении

Г. Ц. Сароян, Н. К, Ференец и A. A. Голев (71) Заявитель

Полтавский геологоразведочный трест по разведке нефти и газа Полтаванефтегазразведка (54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к гаэоаналитическим приборам автоматического контроля газовоздушных сред, применяемым в геологии, угольной и газовой промышленностях, горноспасательной технике.

Известен термохимический анализатор горючих газов, содержащий активный и компенсационный термоэлементы в обособленных измерительных мостах, включенных непосредственно в коллекторную цепь оконечного каскада усилителя переменного тока, на вход которого через трансформатор поцан сигнал раэбаланса моста (1). !5

Недостаток укаэанного анализатора заключается в малой устойчивости устройства и пониженной точности измерения при дистанционном выносе термоэлементов датчика. Повышенный рас 20 ход мощности на плечевых резисторах измерительных мостов и питание от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением снижают искробезопасность устройства. 25

Цель изобретения — повышение устойчивости и точности измерения при дистанционном выносе датчика, а также снижение потребляемой мощности. 30

Поставленная цель достигается тем что гаэоаналиэатор дополнительно содержит автономный источник переменного напряжения,в каждую.иэ цепей регулирования введены последовательно соединенные синфаэный детектор и усилитель постоянного тока, причем вход каждого из синфазных детекторов подключен к выходу соответствующего усилителя переменного напряжения, а выход каждого иэ усилителей постоянного тока и выход автономного источника переменного напряжения подключены к питающей диагонали соответствующего измерительного моста.

Смежные плечи измерительных мостов выполнены в виде полуобмоток дифференциального трансформатора.

На фиг. 1 представлеНа блок — схе-. ма газоанализаторов; на фиг.2 — электрическая принципиальная схема.

Газоаналиэатор содержит камеру 1 сгорания, сравнительные резисторы

2 и 3, дифференциальные трансформаторы 4 и 5, усилители 6 и 7 переменно-. го напряжения, синфазные детекторы

8 и 9, усилители 10 и 11 постоянного тока, конденсаторы 12 и 13, трансформатор 14, автономный источник 15 переменного напряжения, источник 16 питания постоянного тока, индикатор 17.

B каме.ре 1 сгорания размещены активный термозлемент 18 и компенсацион H-.. - ; термоэлемент 19.

Газоанализатор состоит из двух симметричных измерительных цепей переменного тока, соответственно

5 относящихся к активному 18 и компенсационному 19 измерительным термоэлементам.

Каждая из измерительных цепей представляет собой мост, в смежные 1G плечи которого включены полуобмотки соответствующего дифференциального трансформатора 4 (5)„ выделяющего сигнал разбаланса этого моста. Другие плечи моста составлены термоэлементом 8 (19) и одним из сравнительных резисторов 2 (3). Величина разбаланса зависит как от соотношения резисторов

18 (19) и 2 (3), так и от амплитуды переменного напряжения повышенной частоты, подаваемого через трансформатор 4 (5) на измерительный мост от автономного источника 15„ Сигнал разбаланса, усиленный усилителем 6 (7) переменного напряжения, подается на вход синфазного детектора 8 (9), который преобразует переменное напряжение в постоянное ы осуществляет слежение за фазой этого напряжения, подаваемого на вход усилителя 10 (11) постоянного тока. С выхода усилителя 39

10 (11) постоянного тока:напряжение пропорциональное величине разбалан<а, подается к питакидей диагонали измерительного моста, разогревая термсэлемент 18 (19) до требуемой темпе-- Я .ратуры.

Таким образом, напряжение постоянного тока, накаляющее термоэлемент., однозначно зависит от.-игнала разбаланса моста„ а следовательно, при заданном значении сравнительного резистора 2 (3) от величины сопротивления, а значит и от температуры термоэлемента 18, изменение которого вызывает пропорциональное изменение накального напряжения таким обра"-ом, 45 что возникает отрицательная обратная связь по контролируемому пара . етому термоэлемен.:а.

Наличие отрицательной обратной связи позволяет поддерживать темпера ЯП)

Tуру теpMoэлемеHтTа на неизмеHно л уровне при .г1юбыч возмущениях на терМОЭЛЕМЕ IT, Для исключения влияния на нагрев термоэлемента переменного напряжения з., автономного источника 15 амплитуда. последнего выбирается на порядок ниже накального, снимаемого с усилителя 10 (11) постоянного тока, Постоянный ток накала, проходя по ® встречно включенным обмоткам дифференциального трансформатора 4 (5), не оказывает влияние на роботу измерительных мостов по переменной составляющей напряжения. Еунтирова- 65 ние конденсатором 1:> (13) выхода усилителя 10 (11) постоянного тока устраняет влияние внутреннего сопротивления усилителя на амплитуду сигнала переменногo напряжения, подаваемого на измерительную цепь с автономного источника 15 переменного напряжения „

В случае дистанционного выноса датчика, когда в плечи измерительного моста подключена длинная линия с распределенными параметрами, прохождение сигнала постоянного тока по ней не вызывает дополнительных возмущений, мешающих работе устройства. Тем более, что на выходе усилителя 6 (7) переменного напряжения включен синфазный детектор 8 (9), имеющий большую инерционность(г = 0,1-0,15 с ) . Это инерционное звено срезает все высокочастотные составляющие сигнала разбаланс.а,исключая возможность возбуждения системы измерения, Включение в плечи измерительной цепи вместо =ðàâíè:.ельных резисторов полусбмоток трансформатора позволяет снизить потребляемую измерительными цепями мощность накала.

Газоанализатор, выполненный по гредлагаемой электрической схеме, работает следующим образом.

Подачей питающего напряжения запускается источник переменного напряжения 15, в результате чего на выходе измерительной цепи на вторичной обмотке трансформатора 4 (5) возникает переменное напряжение разбаланса, определяемое несоответствием сопротивлений сравнительного резистора 2 (3) и термоэлемента 18 (19), который находится в холодном состоянии и имеет

llалое сопротивление., Поступившее на измерительную цепь с усилителя 10 (11) постоянное напряжение накаляет термоэлемент до температуры, опре1еляемой величиной резистора 2 (3), Аналогично происходит нагрев и компенсационного термозлемента 19, имеющий отдельную цепь регулирования и предназначенного для снижения погре-шности измерения, вызываемой изменением параметров окружающей среды. При появлении в измеряемой газовоздушной

-pape анализируемого газа температура активного термоэлемента 18 в результате, например,термокаталитического горения на нем газа стремится превысить заданный уровень, в то время как температура компенсационногo термоэлемента остается неизменной.

Это приводит к снижению переменного напряжения разбаланса измерительной цепи, снимаемого с трансформатора 4 (5) и связанного с ним постоянного . напряжения накала, снижая температуру активного термоэлемента 18 до ггрежнего значения.

Термоэффект каталитического горения газа на активном термоэлементе 18

744299 эквивалентен изменению протекающего через термоэлемент тока накала, по величине которого судят о концентрации газа. Индикатор 17, измеряющий разность накальных напряжений активного 18 и компенсационного 19 измерительных термоэлементов, градуируется непосредственно в единицах измерения концентрации газа.

Предлагаемый газоанализатор отличается малой инерционностью процесса термокаталического преобразования анализируемого газа, повышенной точностью измерения при дистанционном выносе датчика и малой потребляемой измерительными мостами мощностью.

Формула изобретения

Гаэоаналиэатор, содержащий активный и компенсационный термозлементы датчика, соединенные через обособленные измерительные мосты с I усилителями переменного напряжения замкнутой сис-.,20 темы автоматического регулирования баланса мостов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости и точности измерения при дистанционном выносе датчика, гаэоаналиэатор дополнительно содержит автономный источник переменного напряжения, а в каждую иэ цепей регулирования введены последовательно соединенные синфаэный детектор и усилитель постоянного тока, причем вход каждого иэ синфазных детекторов подключен к выходу соответствующего усилителя переменного напряжения, ja выход каждого иэ усилителей постоянного тока и выход автономного источника переменного напряжения подключены к питающей диагонали соответствующего измерительного моста.

2. Гаэоанализатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, два смежных плеча измерительных мостов выполнены в виде полуобмотоК дифференциального трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство .СССР

Р 273507, кл. G 01 N 25/32 1968 (прототип).

744299

Составитель А. Терехин

Редактор В. Романенко Техред A. Щепанская Корректор И. Стец

Заказ 3783/8 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал: ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4