Термокондуктометрическая ячейка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоэ Советскнк

Социалистически»

Респттбттни

Iii8226 l 1 (6() Допол н и тельное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 18.12 ° 79 (2L) 2856178/18-25 с присоединением заявки М (23) П риоритет(5 I ) M. Кл.

6 01 И 27/18

9пударствапвй кем»тат

СССР (53) /ЙК 543.274 (088. 8) Ilo делам»эобретен»» н открытнй

Опубликовано 23. 04. 82 ° бюллетень М 15

Дата опубликования описания 25.04.82 (72) Авторы изобретения

М.Е, Кицай, В.Ф. Луценко, М.Ю. Марченко и Я.JI..-: Санкин т .: !

Киевское научно-производственное обьединениЬ

"Аналитприбор" (7t) Заявитель (54) ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быт использовано при создании газоанализаторов по теплопроводности.

Известна термокондуктометрическая ячейка в гаэоанализаторе по теплопроводности, представляющая заключенную в камеру металлическую спираль.

Спираль, нагреваемая электрическим током, приобретает температуру тепло10 вого равновесия, определяемую теплопередачей от спирали к стенке камеры, в основном, эа счет теплопроводности анализируемого газа, присутствующего т5 в камере и температуры стенок камеры. Спираль обычно эаделывается в стеклянную оболочку, защищаемую ее от химического взаимодействия с ана; лизируемым газом. Газоподвод в ячей«у осуществляется с торца камеры, при этом длительность переходного процесса не всегда удовлетворяет требованиям быстродействия (11.

Известен подвод анализируемого га" за s камеру по всей длине t2).

В обоих укаэанных случаях может возникать свободная конвекция, сказывающаяся на точности измерений.

Наиболее близкой к предлагаемой является термокондуктометрическая ячейка, содержащая образованный остеклованной металлической спиралью стержень, помещенный в цилиндрическую камеру с проницаемыми для анализируемого газа боковыми стенками j3j.

Недостатком этой термокондуктометрической ячейки является значительная зависимость показаний гаэоанализато6 ров, в которых применяются эти ячейки, от колебаний давления газовых сме сей. Поэтому погрешность при колебаниях давления составляет значительную часть суммарной дополнительной погрешности измерения газоаналиэатора. Существенное уменьшение погрешности, обусловленной колебаниями давления, актуально при создании высокоточных, на уровне образцовых, термокондуктометрических газоанализаторов.

Установка с этой целью регуляторов давления значительно усложняет схему гаэоанали затора, увеличивает его габариты и ухудшает динамические характеристики, Кроме того, иэ-за наличия конвективной составляющей теплообмена показания газоанализаторов существенным образом зависят от пространственного положения ячеек,,что накладывает ограничения на применение этих газоанализаторов в условиях нефиксированного пространственного положения.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет устранения конвективной составляющей теплообмена и тем самым влияния давления анализируемого газа и пространственного положения.

Для достижения указанной цели в термокондуктометрической ячейке, содержащей образованный остеклованной металлической спиралью стержень, помещенный в цилиндрическую камеру с проницаемыми для анализируемого газа боковыми стенками, стержень снабжен коаксиальными кольцевыми ребрами, Известно, что хотя в довольно широких пределах (0,2-10 бар) теплопроводность газа не зависит от его давления, давление влияет на работу газоанализатора. Это влияние является следствием воздействия давления на конвективную составляющую теплопередачи от стержня к стенке камеры измерительной ячейки, Конвективная составляющая определяется как конструктивными параметрами (соотношением диаметров и длин измерительной камеры и cTppNHR), так vi тепдофи зи чес кими свойствами анали зи руемого газа, Уменьшить свободную конвекцию можно путем уменьшения диаметра камеры, но при этом снижается температура спирали, что проявляется в виде падения чувствительности ячейки, Оребрение стержня позволяет усто ранить воэможность p BHTvlH свободноконвективного потока в камере при сохранении на прежнем уровне чувствительности ячейки.

На фиг. 1 изображено устройство термокондуктометрической ячейки вариант подвода газа по боковой стенке через систему отверстий; на фиг,2 то же, вариант подвода газа по боковой стенке через пористую спираль, 2611

10 !

2О

ЗО

4

Термокондуктометрическая ячейка содержит металлическую спираль 1, покрытую стеклянной оболочкой и образующую стержень 2, На стержне выполнены коаксиальные кольцевые ребра

Стержень 2 помещен в цилиндрическую камеру 4 с проницаемыми для газа боковыми стенками, Газоподвод осуществляется через систему отверстий 5 в стенке 6 или через пористую, например, металлокерамическую стенку 7, При работе ячейки после ее разогрева ребра 3 на стержне 2 препятствуют развитию свободно- конвектиеного потока, особенно при расстоянии между ребрами меньшим ширины зазора между стенкой камеры и стержнем. Бирина зазора в данной системе теплообмена является определяющим размером для расчетов конвективного теплового потока. Анализируемый газ, проходя через боковые стенки, попадает в ячейку. В зависимости от теплопроводности газа, а следовательно, от его состава температура спирали изменяется, Зазор между торцом ребра и стенкой камеры выбирается достаточным для диффузного газообмена между образовавшимися в результате оребрения стержня полостями.

Независимость от давления анализируемого гаэа весьма актуальная задача для газоанализаторов по теплопроводности повышенной точности. Устранение влияния пространственного положения облегчает использование газоанализаторов по теплопроводности на подвижных объектах беэ строго фикD сированной пространственной ориентации .

О формула изобретения

Термокондуктометрическая ячейка, содержащая образованный остеклованной металлической спиралью стержень, помещенный в цилиндрическую камеру с проницаемыми для анализируемого газа боковыми стенками, о т л и ч а ю щ аR с я тем, что, с целью повышения точности измерения, стержень снабжен коаксиальными кольцевыми ребрами.

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газов. M., "Химия", 1969, c„ 49-52.

2 . Авторское свидетельство СССР

N 645054, кл, 6 01 !4 27/18, 1978.

3. Павленко В. А. Газоаналиэаторы

М- R., "Машиностроение, 1965, с. 3234 (прототип) .

922611

Фиа 2

Составитель 6. Коршунов

Редактор Н. Бобкова Техреду И. Гайду Корректор B. Бутяга

Заказ 2571/57 . тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)5 Москва Н- 5 Раушская наб. д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4