SU1017078A1 - Устройство дл анализа горючих газов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее подключенную к источнику посто нного стабилизированного тока мостовую схему, содержащую балластные резисторы , измерительный и сравнительный термоэлементы, включенный в измерительную диагональ операционный усилитель и сигнальное устройство, отличающеес  тем, что, с целью повьпиени  надежности работы устройства, измерительный термоэлемент зашунтирован эмиттерным повторителем , вход которого соединен с выходом операционного усилител , а сигнальное устройство подключено к нагрузочному резистору эмиттерного повторител . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено стабилитроном, включенным между точкой соединени  эмиттерного повторител  с линией питани  и вершиной мостовой схемы, образованной (Л измерительным термоэлементом и балС ластным резистором.

Description

-v)

00 Изобретение относитс  к средстн газового контрол  и может быть исЕЮльзовап;; з области аналитического приборостроени . Известно устройство дл  анализа горрочих газов, содержащее мостовую измерительную схему, плечевыми элементами которой служат измерительны термоэ1тсмент и задающий резистор БЬктолненный из последовательно соед нелинейного компенсационно термоэлемента и и-тинейного резистора , суммарное сопротивление, которых равно сопротивлению измер}ггельного термоз-гемента , Измеритель})ьгй мост питаетс  от источника посто нного тока через авторегул тор управление которыь осущестил етс  усилительным устройстг}ом, подключенным через индуктивный релаксатор в изме , иите:1ьную диагональ мостовой схемы Недостаток данного устройства за ключаетс  п сложности его усилитель но 1;реобразовательной и мостовой изме15ительной схем. llajnrqHe в мостовой измерительно схеме различных по электрическим х рактеристикам измерительного и комг енсационно1-о терморезисторов Сгшжает точность измерени  устройства , усложн ет технологию изготов . герморезисторов . аиболее близким по техничесли11 (у|днос.:и к изо6)етению ,чвл етс  устройство дл  анализа горючих газо содержащее подключен1гую к источнику iiocTOHHiioro стабилизированного тока мостовую схему, содержащую ба.п.част резисторы, измерительный и сравнительный термоэлементы. вклшченг ьш в измерительную диагональ операцион ный усилите:ль и сигнальное устройст во . Недостаток данного устройства состоит в том. что оно не обеспечивает защиту измерительных термоэлементов от перегрузок по концентрации перегрева при длитешьном пребывании в среде с допустимыми концентраци ми. Сигнализатор контролирует концентрации до 50% от нижнето предела восшшмен емости (НПВ) и допускает перегрузки по концентрации до 75% НПВ в течении не более 30 мин. На практике нередки случаи значи тельного превышени  указанных значений не только по концентрации, 782 но и по времени ее воздействи  на термоэлементы, что приводит к возникновению в них необратимых процессов и, как следствие; исключению из технологи-геского цикла систем газового контрол . Особенно неблагопри тные услови  дл  термоэлементов складываютс  п высокотемпературных, например с.у иильньгх , камерах с посто нной загазованностью . Цель изобретени  - обеспечение за1ци1-ы измерительных термоэлементов от neperj5y3OK по ко И1ентрации, увеличение срока их службы, noiibuueiH-re надежности систем газового конТ1 )ол  без усложнени  мостовых измерительных схем и снижени  точности измерени , Цел11 дсх;тигаетс  тем, что в устройстве дл  анализа горючих газов, содержащем подключенную к источнику посто нного стабилизирован О1о тока мостовую схему, содержащую баллас1ные резисторы, измерительный и сравнительный термоэлемсрггы, включенный в измерительную диагональ операционный усилитель и сигнальное устройство, измерительный те шозлемент зашунт грован эмиттерным повторителем , вход которого соедине} с выходом операционного усилител , а сигнальное устройство подключено к нагрузоч- , чому резистору эмиттеррюго повторител  , Кроме того, устройство снабжено стабилитроном, включенным ме;кду точкой соединени  змиттерного повторител  с линией питани  и вершиной мостовой схемы, образованной измерительны - термоэлементом и балластным резистором. На чертеже приведена принципиадь ча  схема устройства, I Устройство дл  анализа горючих газов содержит мостовую схему 1, подключенную к источни су 2 посто нfioro стабилизированного тока. Схема 1 соцержу.т балластные резисторы 3, сравнительный 4 и измерительный 5 термоэлементы. Последний ,;унтирован эмиттерным повторителем, содержащим транзистор 6, вход которого соединен с вых(здом операционного усилител  7, включенного в измерительную диатональ мостовой схем.ъ1. Сигнальное устройство 8 подк.тгючено к нагрузочному р. зистору 9 эмиттерного повторител . Межд точкой соединени  эмиттерного пов торител  с линией питани  и вершиной мостовой схемы, образованной измерительным термоэлементом и балластным резистором может быть включен стабилитрон 10. Сигнальное устройство 8 состоит из соединенных последовательно операционного усилител  11, один из входов которого подсоединен к источнику 12 опорного напр жени , а вькод исполнительному элементу 13 сигнал ного устройства. Работает устройство следующим образом. Мостова  измерительна  схема балансируетс  на воздухе таким образом, что напр жение на нагрузочном резисторе змиттерного повт рител  равно нулю. При увеличении сопротивлени  измерительного терм резистора в результате каналитиче кого горени  на его поверхности г рючих веществ в измерительной диа нали мостовой Схемы возникает сиг рассогласовани , который, будучи усилен операционным усилителем, переводит эмиттерный повторитель в провод щее состо ние. При этом образуетс  цепь, параллельна  изм рительному термоэлементу и стабил трону, минус источника питани , компенсационный термоэлемент, нагрузочный резистор эмиттерного по торител , его переход эмиттерколлектор , плюс источника питани  Так как мостова  схема питаетс  от источника посто нного стабил.изированного тока, то величина его через компенсационный элемент остаетс  неизменной, а через измерительный - уменьшитс  на величину , ответвленную через эмиттерный повторитель, причем эта величина будет расти до тех пор, пока мостова  схема не примет первоначально сбалансированного состо ни  Пусть до начала каталитической реакции сопротивление измерительного термоэлемента было равно R , ток через него равен 3 . При этом напр жение на измерительном термоэлементе а электрическа  мощность P , Предположим, что в результате каталического горени  контролируем го вещества концентрации С на поверхности измерительного термоэлемента его сопротивление увеличилось в К раз. Дл  возвращени  мостовой схемы в первоначально сбалансированное состо ние, т.е. приведени  напр жени  на измерительном термоэлементе к величине U, необходимо уменьшить в k раз ток, проход щий через измерительный термоэлемент. При этом электрическа  мощность, выдел ема  на измерительном термоэлементе , уменьшитс  против начальной в к раз Ki). в известном устройстве электрическа  мощность по сравнению с начальной увеличиваетс  в k раз, так как Л остаетс  неизменным . Величина тока, ответвленного от измерительного термоэлемента, пропорциональна приращению его сопротивлени , т.е. концентрации контролируемого вещества. Ответвленный ток создает на нагрузочном резисторе эмиттерного повторител  соответствующее падение напр жени , на определенную величину которого настраиваетс  пороговое устройство. Стабилитрон 5 предназначен дл  создани  на нем падени  напр жени , необходимого дл  питани  эмиттерного повторител . Таким образом, приведенные расчеты и результаты проведенных испытаний показывают что шунтирование измерительного термоэлемента эмиттерным повторителем, вход которого соединен с выходом операционного усилител , подключение сигнального устройства к нагрузочному резистору эмиттерного повторител , а также снабжение устройства стабилитроном, включенным между точкой соединени  эмиттерного повторител  с линией питани  и вершиной мостовой схемы, образованной измерительным термоэлементом и балластным резистором, позвол ют защитить измерительные термоэлементы от перегрузок по концентрации , увеличить срок их службы и повысить надежность систем газового контрол . При эксплуатации чувствительных элементов в данном устройстве ресурс их работы по прецварительньш данным может быть удвоен.

Приведенный расчет не учитывает защиты чувствительных элементов

в данном устройстве от разовых перегрузок по концентрации и благодар  этому существенно повышаетс  надежность систем газового контрол ,  вл ющихс  средствами техники безопасности.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее подключенную к источнику постоянного стабилизированного тока мостовую схему, содержащую балластные резисторы, измерительный и сравнительный термоэлементы, включенный в измерительную диагональ операционный усилитель и сигнальное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, измерительный термоэлемент зашунтирован эмиттерным повторителем, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а сигнальное устройство подключено к нагрузочному резистору эмиттерного повторителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено стабилитроном, включенным между точкой соединения эмиттерного повторителя с линией питания и вершиной мостовой схемы, образованной измерительным термоэлементом и балластным резистором.

>

ί