RU18582U1 - Термокаталитический газоанализатор - Google Patents

Abstract

Термокаталитический газоанализатор, содержащий мостовую измерительную схему со встроенными в нее чувствительными элементами, выполненными по микроэлектронной технологии, отличающийся тем, что в качестве измерительной схемы использована двухмостовая схема, состоящая из измерительного моста, в одно плечо которого встроен измерительный элемент, и сравнительного моста, в одно плечо которого встроен сравнительный элемент, причем оба элемента имеют идентичную конструкцию, а в качестве плеч отношений измерительного и сравнительного моста служат резисторы с разным сопротивлением с возможностью разогрева измерительного и сравнительного элементов электрическим током до разных температур.

Description

ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Решение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при разработке приборов для обнаружения и количественного определения горючих газов анализируемой газовой смеси.

Наиболее близким к заявленному является устройство, содержахцее мостов то измерительную схему, в одно плечо которой включен измерительный чувствительный элемент с палладиевым покрытием в качестве катализатора, а в другое - сравнительный элемент без каталитического слоя, выполненные по микроэлектронной технологии. Сопротивления в двух других плечах моста подобраны таким образом, чтобы обеспечить одинаковую температуру нагрева измерительного и сравнительного элементов Aifan Chen, Buixian Luo. A Thick-film calorimetnc sensor for the concentration of combustible gases.// Sensors and Actuators, 19 (1989), p. 237-248 .

Недостатком данного устройства является использование измерительного и сравнительного элементов неидентичных конструкций, что часто ухудшает компенсационные свойства сравнительного элемента и приводит к ошибкам измерений.

Задачей предлагаемого решения является усовершенствование термокаталитического газоанализатора.

20001 32925

G 01N 27/14

Технический результат от использованх-тя полезной модели заключается в повышении точности и надежности измерений.

Технический результат достигается за счет того, что в термокаталитическом газоанализаторе, содержащем мостовую измерительную схему со встроенными в нее каталитическими чувствительными элементами, выполненными по микроэлектронной технологии, в качестве измерительной схемы используется двухмостовая схема, состоящая из измерительного моста, в одно плечо которого встроен измерительный каталитический элемент, и сравнительного моста, в одно плечо которого встроен сравнительный элемент, причем оба элемента имеют идентичную конструкцию, а в качестве плеч отношений измерительного и сравнительного моста служат резисторы с разным сопротивлением с возможностью разогрева измерительного и сравнительного элементов электрическим током до разных температур.

Применение измерительного и сравнительного элементов идентичньг ;: конструкций позволяет исключить ошибки измерений, связанные с несовпадением электрических характеристик элементов, имеющих конструктивные различия.

На чертеже представлена электрическая схема каталитического газоанализатора. го усилителя 5, мультиплексора 6, аналого-цифрового преобразователя

(АЦП) 7 и микро-ЭВМ 8. Измерительная мостовая схема включает в себя токоограничительный резистор R1, которым задается протекающий через цепь R1-R2 ток, чувствительный каталитический измерительный элемент R2, резисторы R3 и R4, предназначенные для уравновешивания плеч моста 1. В диагональ моста включен малошумящий прецизионный усилитель 3. Сравнительная мостовая схема включает в себя резистор R5, которым задается протекающий через цепь R5-R6 ток, сравнительный чувствительный элемент R6, резисторы R7 и R8, предназначенью для фавновешивания плеч моста 2. В диагональ моста включен малошумящий прецизионный усилитель 4.

Устройство работает следующим образом. При появлении детектируемого газа в анализируемой среде он окисляется на платиновой поверхности измерительного чз ствительного элемента R2, разогретой до рабочей температуры током, протекающим по цепи R1-R2. На сравнительном элементе R6 при этом реакции окисления анализируемого газа не происходит, т.к. сопротивление резистора R5 в плече сравнительного моста 2 схемы подобрано таким образом, что ток, протекающий по цепи R5-R6, разогревает платиновую поверхность сравнительного элемента R2 до температуры, меньшей, чем температура измерительного элемента R2, вследствие чего R6 не реагирует на действие анализируемого газа. Выделение тепла в процессе катали3

тической реакции окисления детектируемого газа на измерительном чувствительном элементе R2 сопровождается изменением температуры поверхности чувствительного элемента R2 , а, следовательно, и ее сопротивления, что приводит к разбалансу измерительного моста 1. Сигнал рассогласования, пропорциональный концентрации анализируемого газа., преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП 7 и направляется для обработки и индикации в микро-ЭВМ 8.

Использование двухмостовой измерительной схемы позволяет исключить влияние дестабилизирующих факторов на результат газового анализа В этом температура окр жающей среды влияет в одинаковой мере на изменение электрических параметров в каждом из чувствительных элементов.

Claims (1)

1. Термокаталитический газоанализатор, содержащий мостовую измерительную схему со встроенными в нее чувствительными элементами, выполненными по микроэлектронной технологии, отличающийся тем, что в качестве измерительной схемы использована двухмостовая схема, состоящая из измерительного моста, в одно плечо которого встроен измерительный элемент, и сравнительного моста, в одно плечо которого встроен сравнительный элемент, причем оба элемента имеют идентичную конструкцию, а в качестве плеч отношений измерительного и сравнительного моста служат резисторы с разным сопротивлением с возможностью разогрева измерительного и сравнительного элементов электрическим током до разных температур.