Детектор по теплопроводности

 

Союз Советскик

Социалистмческив

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< «787974

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 021277 (21) 2551833/18-.25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.12,80. Бюллетень ¹46

Дата опубликования описания 18, 1280 (51)М. Кл.з

G 01 к 27/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 593.276 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. А. Балаухин, Б. Г. Второв, Г. М. Рыбалченко, В. И. Калмановский, 10. С. Савинов и И. A. Тюрев (71) Заявитель (54 ) ДЕТЕКТОР ПО ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и служит как для анализа газов, так и для газовой хроматографии.

Известны конструкции детекторов по теплопроводности, состоящие из металлического корпуса с размещенными в нем цилиндрическими камерами, каждая из которых верхней и нижней частью соединена с каналами, по которым протекает анализируемый газ, и помещенными внутри камер чувствительными элементами, электрически соединенными в мостовую измерительную цепь P1).

Недостатком таких детекторов является не вполне идентичный тепловой режим чувствительных элементов, помещенных в различных камерах, обусловленный неточностью их установки. указайная неидентичность ".åïëoâoão режима приводит к различной реакции чувствительных элементов: на колебания температуры корпуса, напряжения питания, расхода анализируемого газа, и является основной при" чиной появления в электрическом сигнале детектора шумов, ограничивающих

его порог чувствительности.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является детектор по теплопроводности, выполненный в виде металлического корпуса, в

5 котором размещены подсоединенные в нижней части к подводящему Газовому каналу, а в верхней — к отводящему цилиндрические камеры, в которых помещены чувствительные элемен10 ты, окруженные тепловыми экранами, установленными с зазором по отношению к стенкам камеры. С одной стороны каждого теплового экрана, противоположной подводящему газовому каналу, имеются узкие щели, расположенные по образующей цилиндра. Наличие тепловых экранов выравнивает тепловой режим чувствительных элементов, помещенных в различных камерах, и уменьшает влияние дестабилизирующих факторов на электрический сигнал детектора j,2j .

Недостатками этого детектора являются существенное снижение чувст25 вительности и повышение инерционности, обусловленное диффузионным характером течения анализируемого га за вдоль чувствительных элементов детектора. ухудшение названнЫх характеЗ() ристик недопустимо при использовании

787974

55 детекторов по теплопроводности в газовых хроматографах.

Цель изобретения — повышение чувствительности и уменьшение инерцн— онности детектора по теплопроводности при одновременном обеспечении стабильности электрического сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в каждом тепловом экране выполнены два поперечных канала, причем ось нижнего совпадает с подводящим, а ось верхнего — с отводящим каналами корпуса, а чувствительные элементы расположены между поперечными каналами экрана.

Наличие поперечных каналов в тепловых экранах приводит к полудиф- 1э фузионному характеру газового потока вдоль чувствительных элементов, при котором часть газового потока, независящая от общего расхода газа, под одновременным воздействием диффузионных и конвективных факторов проходит внутри теплового экрана, что обеспечивает повышение чувствительности и снижение инерционности детектора.

На чертеже представлен детектор по теплопроводности.

Четыре чувствительных элемента установлены в камерах корпуса 1.

Герметизация обеспечена накидными гайками 2 и прокладками 3. Тепловые экраны 4 имеют кольцевую проточку . на участке, превышающем длину чувствительного элемента, благодаря которой образуется зазор между экраном и стенкой камеры. Для обеспечения 35 соосности экрана 4 и камеры часть экрана имеет диаметр, обеспечивающий скользящую посадку. Поперечные каналы 6 и 7 в экране образованы двумя парами отверстий, оси которых совпа- 4g дают с осями каналов в корпусе детектора. Расстояние между осями каналов превышает длину чувствительного элемента 5, помещенного во внутренней полости теплового экрана 4. Система газовых каналов в корпусе 1 и тепловых экранах 4 образует вместе с камерами два независимых газовых тракта 8 и 9 для сравнительного и измерительного потоков.

Детектор работает следующим образом. .Через две сравнительные камеры протекает чистый газ-носитель, через две измерительные — гаэ, выходящий из"хроматографической колонки.

В каждой камере газовый поток разделяется на две части: одна протекает по кольцевому зазору между тепловым экраном 4 и стенкой камеры, а другая — вну=ри теплового экрана, омыв ая чувст ви тел ьный элемент 5 .

Чувствительные элементы 5 образуют четырехплечевои мост и нагреваются проходящим через них постоянным электрическим током. Различие теплопроводности газов, образующих сравнительный и измерительный потоки,приводит к различию температур и электрических сопротивлений чувствительных элементов 5, установленных в сравнительных и измерительных камерах, что вызывает появление электрического сигнала в измерительной диагонали моста.

Чувствительность предлагаемого детектора примерно в 2 раза выше, а инерционность в два раза ниже, чем у других диффузионных детекторов по теплопроводности. В то,;<е вредны стабильность его на порядок выше, чем у полудиффузионного детектора по теплопроводности, не имеющего тепловых экранов.

Формула изобретения

Детектор по теплопроводности для анализа газов, например для газовой хроматографии, выполненный в виде металлического корпуса, в котором размещены подсоединенные к нижней части подводящему газовому каналу, а в верхней — к отводяшему, цилиндрические камеры, в ко-торых помещены чувствительные элементы, окруженные тепловыми экранами установленными с зазором по отношению к стенкам камеры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения инерционности при одновременном обеспечении стабильности, в каждом тепловом экране выполнены два поперечных канала, причем ocb нижнего совпадает с подводящим, а ось верхнего — с отводящим каналами корпуса, а чувствительные элементы расположены между поперечными каналами экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

954693, кл. G 01 и 27/18, 1937.

2. Автоматические и полуавтоматические газоаналиэаторы. Вып. 1. Приборостроение .средств автоматизации и систем управления, М., 1966,с.7374 (прототип).

787974

Составитель В. Екаев

Техред A.À÷ Корректор М. Пожо

Редактор А. Долинич

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деЛам изобретений и открытий

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

Заказ 8341/50

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