CS265296B1 - Způsob měření koncentrace hořlavých plynů a par - Google Patents

Abstract

Způsob měření koncentrace hořlavých plynů a par ve vzduchu a jiných plynech obsahujících kyslík ta epalování plynu na katalytickém tělísku, " vyhřívaném elektrickým proudem a využívající změnu odporu topného drátu v závislosti na teplotě, je založen na tom, že se při ohřátí katalytického tělíska nad nastavenou teplotu vypíná nebo snižuje topný elektrický proud na dobu 0,05 až 0,2 a a sleduje se frekvence vypínání nebo snižovaní elektrického proudu, tvořící míru koncentrace hořlavého plynu. Způsob nalezne uplatnění při realizaci přístrojů pro zjištování koncentrace hořlavých plynů a par v ovzduší, pro detekci a lokalizaci míst úniku hořlavých plynů z nádrží, rozvodů, armatur a podobně.

Description

Vynález se týká způsobu měření koncentrace hořlavých plynů a par ve vzduchu a jiných plynech obsahujících kyslík, za. spalování plynu na katalytickém tělísku vyhřívaném elektrickým proudem a využívající rovněž změny odporu topného drátu s teplotou.

Pro měření koncentrace hořlavých plynů a par ve vzduchu se běžně používá měření tepla uvolňovaného při spalování na elektricky vyhřívaném katalytickém tělísku. Katalyzátor je buď nanesen na šroubovici z platinového drátu, nebo je katalyzátorem přímo povrch drátu. Platinový drát slouží pro vyhřívání a obvykle i pro měření teploty. Teplota se měří podle změny odporu platinového drátu. Ten bývá nejčastěji zapojen v jednom ramezi Wheatstoneova mostu. Přivede-li se ke katalytickému povrchu směs obsahující hořlavou složku, zvýší se teplota katalytického tělíska, což se projeví změnou napětí v diagonále Wheatstoneova mostu. Toto napětí je tedy mírou koncentrace hořlavého plynu nebo páry ve vzduchu. Výstupní signál Wheatstoneova mostu se buď měří vhodným analogovým měřicím přístrojem anebo se zesiluje a zpracovává dalšími elektronickými obvody.

U analyzátorů pro měření koncentrace hořlavých plynů a par je často požadována varovná signalizace při překročení nastavené mezní koncentrace. Je-li například požadován akustický signál, nebo signalizace blikáním světelné diody, je třeba k zesilovači připojit ještě napětím řízený oscilátor. Tím se zařízení stává poměrně složité, což je nevýhodné hlavně u přenosných, miniaturizovaných přístrojů napájených z elektrochemických zdrojů.

265 296

- 2 Tento nedostatek je ve značné míře odstraněn způsobem měření koncentrace hořlavých, plynů a par ve vzduchu a jiných plynech obsahujících kyslík, za spalování plynu na katalytickém tělísku vyhřívaném elektrickým proudem a využívajícím změny elektrického odporu topného drátu v závislosti na teplotě, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se při ohřátí katalytického tělíska nad nastavenou teplotu vypíná nebo snižuje topný elektrický proud na dobu 0,05 až 0,2 s a sleduje se frekvence vypínání nebo snižování topného elektrického proudu tvořící míru koncentrace hořlavého plynu.

Základní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá ve zjednodušení elektronických vyhodnocovacích obvodů.

Způsob měření podle vynálezu je dále vysvětlen na příkladu provedení.

Příklad provedení

Do topného drátu, který vyhřívá katalytické tělísko,se zavedl elektrický proud, který byl udržován na úrovni 50 mA. Katalytické tělísko jím bylo ohřáto na teplotu 350 °C, která odpovídá napětí 1,0 V. Ke katalytickému povrchu tělíska je přiveden > měřený plyn, v daném případě vodík o koncentraci nejvýše 4 % hmot. Teplota katalytického tělíska se tak zvýšila o 80 °C, v důsledku čehož napětí typného drátu vzrostlo o 80 mV. Snímač v elektrickém obvodu vypnul při zvýšení napětí napájecí proud na dobu 0,1 s, » přičemž teplota katalytického tělíska poklesla o 120 °C. Po opětném zapnutí proudu se teplota a napětí vrátily na původní hodnoty, to je 1,0 V a 350 °C, které vyvolaly další přerušení dodávky proudu, za 0,05 s. Doba mezi jednotlivými přerušeními je tím kratší, čím je koncentrace plynu vyšší a čím více tepla se přivádí z chemické reakce. Z frekvence vypínání proudu se vyhodnotila koncentrace hořlavého plynu.

Při dalších pokusech bylo zjištěno, že intenzita elektrického proudu, vyhřívající elektrické tělísko, se pohybovala v rozmezí 100 až 1000 mA. Katalytické tělísko jím bylo ohříváno na teplotu 200 až 500 °C. Těmto teplotám odpovídá napětí 0,5 až

- 3 1,5 V. Při přivedení hořlavého plynu, například metanu, o koncentraci nižší než je dolní mez výbušnosti, to je nejvýše 5,2 % hmot,, se 2výší teplota katalytického tělíska o 10 až 100 °C, v důsledku čehož vzroste napětí topného drátu o 10 až 100 mV. Snímač v elektrickém obvodu vypne na dobu 0,05 až 0,2 s, až teplota poklesne o 100 až 150 °C na původní hodnotu.

Monostabilní klopný obvod, použitý pro generování přerušovacích pulzů, může současně sloužit pro zapínání proudu do sluchátek nebo do světelné diody. Tím se zařízení podstatně zjednoduší.

Způsob podle vynálezu nalezne uplatnění při realizaci přístro jů pracujících na principu katalytického spalování, zejména přístrojů přenosných, kterých se využívá pro zjištování koncentrace hořlavých plynů a par v ovzduší, pro detekci a lokalizaci míst úniku hořlavých plynů z nádrží, rozvodů, armatur a podobně.

Claims (1)

1. Způsob měření koncentrace hořlavých plynů a par ve vzduchu a jiných plynech obsahujících kyslík, za spalování plynu na katalytickém tělísku, vyhřívaném elektrickým proudem a využívající změnu odporu topného drátu v závislosti na teplotě, vyznačující se tím, že se při ohřátí katalytického tělíska nad nastavenou teplotu vypíná nebo snižuje topný elektrický proud na dobu 0,05 až 0,2 s a sleduje se frekvence vypínání nebo snižování topného elektrického proudu, tvořící míru koncentrace hořlavého plynu.