SU1040396A1 - Thermocalalyst-type gas analyzer - Google Patents

Thermocalalyst-type gas analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU1040396A1
SU1040396A1 SU823494699A SU3494699A SU1040396A1 SU 1040396 A1 SU1040396 A1 SU 1040396A1 SU 823494699 A SU823494699 A SU 823494699A SU 3494699 A SU3494699 A SU 3494699A SU 1040396 A1 SU1040396 A1 SU 1040396A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
generator
output
inputs
converters
Prior art date
Application number
SU823494699A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Назарович Щербань
Борис Михайлович Лисогор
Петр Михайлович Скрынник
Владимир Викторович Гафнер
Фарид Закирович Гумеров
Юрий Иванович Чоповский
Леонид Владимирович Засильский
Original Assignee
Институт технической теплофизики АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт технической теплофизики АН УССР filed Critical Институт технической теплофизики АН УССР
Priority to SU823494699A priority Critical patent/SU1040396A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1040396A1 publication Critical patent/SU1040396A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР содержащий каталитиIn-r .V0;-..... %й-.. etcKи активный и компенсационный термопреобразователи с обособленными нагревател ми, соединённые теЕМОэлектрическими преобразовател ми с; входами дифференциального усилител ,, генератор переменн9й частоты, формирователь импульсов и усилитель мсвдности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности избирательного газоопределени , нагреватели активного и компенсационного термопреобразователей соединены последовательно ;И подключены к выходу усилител  мощности, подключенного Tiepes формирователь импульсов н гене ратору переменной частоты, управл емый вход которого соединен с выходом дифференциального усилител . i 00 GbTHERMO-CATALYTIC GAS ANALYZER containing catalystsIn-r .V0; -.....% Y- .. etcK and active and compensatory thermal converters with separate heaters, connected by teEMo-electric converters with; differential amplifier inputs, a variable frequency generator, a pulse shaper and a power amplifier, characterized in that, in order to improve the accuracy of selective gas determination, the active and compensating thermal converter heaters are connected in series; And connected to the output of the power amplifier connected to the Tiepes pulse shaper on the variable generator frequency, the controlled input of which is connected to the output of the differential amplifier. i 00 Gb

Description

. Изобретение относитс  к газоанали тическим приборам, а более конкретно к приборам %:еЕ 1охимического анализа газов, и прелнаэначено дл  опрёделени  содержани  горючих газов при избирательном газоопределении. Известно устройство, содержащее мост, в измерительную диагональ которого включен усилитель. Выход усилител  св зан с индикаторной схеК мой и инвертирующим входом дифepeнци ального усилител  (ДУ), который упра л етс  током, питающим мост. На неин вертирующем входе ДУ эталонное напр  жение 1 . Однако указанное устройство имеет недостаточную точность избирательного газоопределени , так как при анал зе смеси горючих газов определ етс  интегральный .термокаталитический зффект. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  тер мокаталитический газоанализатор, содержащий каталитически активный и компенсационный термопреобразователи с обособленными нагревател мир соединенные термоэлектрическими преобразовател ми с входами дифферен циального усилител , генератор переменной частоты, формирователь импульсов и усилитель t2l.. Однако известное устройство не обладает достаточной точностью. Цель изобретени  - повышение точности избирательного газоопределени . .Поставленна  цель достигаетс , тем, что в термокаталитическом гаэоанализаторе , содержащем каталитическ активный и компенсационный термопрер разователи с рбособленными нагрева-; тел ми, соединенные термоэлектричес- кими преобразоввател ми с входами дифференциального усилител , генера- тор переменной частоты, формировател импульсов и усилитель мощности, нагреватели активного и компенсационног термопрербразователей соединены последовательно и подключены к выходу усилител  мощности, подключенного че рез формирователь импульсов к reHepa тору переменной частоты, управл емый вход которого соединен с выходом дифференциального усилител  (ДУ). На чертеже изображена блок-схема устройства с детализацией блоков термопреобразввани . Термокаталитический газоанализатор содержит ДУ 1, каталитически активный 2 и компенсационный 3 термопреобразователи, выполненные по идентичной схеме с гальванически разв занными т«5рмоэлектричес11,ими преобразовател ми 4 и 5 и нагревател ми б и 7, причем у термопреобразовател  2 конструктивно обеспечена изотермичность каталитической поверхности. Термопреобразователь 2 подключен к инвертирующему входу ДУ. На вькоде ДУ включены последовательно , соединенные генератор 8. переменной частоты, снабженный устройством снижёии  частоты по величине управл ющего сигнала, формирователь 9 периодической последовательности: пр моугольных импульсов тока посто нной длительности с частотой .следовани , усилитель- 10 мощности и нагреватели б и 7. ТеЕ лоэлектрические преобразователи 4 и 5 выполнены в виде терморезисторов , включенных в идентичные управл емые стабилизированного напр жени  Е, выходы которых подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам ДУ. К выходу генератора 8 подключено также выходное устройство 11 - . устройство обработки дан.ных и/или ин-. дикатор. . устройство. работает следук цим образом. Устройство имеет две идентичные цепи обратного преобразовани  (ОП), подключенные к входам .ДУ и гальванически разв занные (теплова  св зь), в преобразовател х 2 и 3.,причем каталитически активный термопреобразователь 2 включен в цепь отрицательной обратной св зи. Предлагаема  схема  вл етс  уравновешенной при любом значении и любой нестабильности в тракте 8-9-10. Схема откликаетс  только на внешнее возмущение, приложенное к термопреобразователю 2 в виде подводимого к нему тепла термокаталитическсго эффекта И, таким изменением (уменьшением ) частоты лF, которое вызывает (компенсацию Д за счет равного уменьшени  4fl тепла нагрева. С компенсацией а система уравновешиваетс  при некотором значении F, что достигаетс  введением устройства снижени  частоты по управл ющему сигналу в генератор) 8. При этом в каталитически активном термопреобразователе 2 стабилизирует с  заданна  температура вд. Схема следит за величиной (изменением) GL , Изменение частоты генератора 8 соотноситс  с термокаталитическим эффек том S, который  вл етс  мерой содержани  горючего компонента в анализируемой среде. В исходном состо нии ( Q О) устанавливают на генераторе 8 начальную частоту FO . В цеп х ОП посредством схемных реиений блоков 9 и 10 и нагревател  6 (7) она преобразуетс  в начальную теплоту G.J, (соотвестственно . температуру QQ) и далее с помощью термоэлектрического преобразовател  4 (5) в равные напр жени  на входах. - - . ДУ. Система уравновешена при любых значени х F . Частоту FO выбирают такой,чтобы 0 была несколько выше телйературы начала каталитического окислени  го чего газа. С по влением горючего газа в тер преобразователь 2 за счет каталитич кого окислени  вводитс  возмущение тепло G которое нарушает равновесие системы. Возникающий сигнал неравновеси  ДУ снижает частоту генер тора на величину др таким образом, чтобы электрический нагрев термопре образователей 2 и 3 уменьшилс  на ie личину термоэффекта в. Действующий динамический процесс уравновешивани стабилизирует суммарное количество тепла,вводимое в каталитически акти ный термопреобразователь, на уровне (GLQ-uQ) + Q GQ (при л&-О, ) и температуру на уровне в. Поскольку питание нагревателей соединенных последовательно, 1 производитс  импульсами посто нной длительности и амплитуды, снижение частоты питани  вызывает снижение температуры компенсационного термрпреобразовател  на величину, пропорциональную количеству тепла, за счет те 4оэффекта ,активного термопреобразовател  и. в то же врем  пр таком подключений коТотенеационный термопреобразователь приобретает качественно , новое свойство, т.е.,  вл  сь индикатором, определ ет на сколько необходимо понизить частоту генератора, чтобы температура активного терлопреобразовател  оставалась ранее заданной. Без такого подключени , компенсационного термопреобразовател  применение устройства дл  избирательного газоопредвлени  невозможно, так как в зтом случае по вление газа в анализируемой среде вызывает повышение температуры активного термопреобразовател . Вместе с тем разность темпера|тур активного и компенсационного термопреобразователей незначительна. поэтому данное  вление практически не вли ет на свойства кем- пенсационного термопреобразовател . Сигнал нера.вновеси  на входах ДУ и на его выходе  в.л етс  величиной, снижает частоту генератора до значени  f, соотвествующего величине термоэффекта О. . Охлаждение компенсационного термопреобразовател  больше, чем на величину и невозможно, так .как в противном случае начинает остывать активный термопреобразова тель, падает термоэффект б(уменьшаетс  возмущающее воздействие), уменьшаетс  сигнал разбаланса междувходами усилител , частота генератора будет возрастать. Следовательно, частота F-, однозначнсз св зана с величиной термоэффекта 61 и, соответственно, концентрацией газа. Изобретение повышает точность избиJэaтeльн6гo газоопределени . В частности, при непрерывном избира-. тельном анализе компонентного состава с сиженного газа (одного из выходных продуктов переработки нефти) точность определени  содержани  компонентов 3% (дл  прототипа 8-10%). Повышена экспрессность анализа - . врем  анализа сократилось до 1-2 мин.. The invention relates to gas analyzers, and more specifically to instrumentation%: its chemical analysis of gases, and is intended for determining the content of combustible gases during selective gas determination. A device containing a bridge, in the measuring diagonal of which an amplifier is connected, is known. The output of the amplifier is connected to the indicator circuit and the inverting input of the differential amplifier (DL), which is controlled by the current feeding the bridge. At the non-inertia input of the remote control, the reference voltage is 1. However, this device has an insufficient accuracy of selective gas determination, since the integral thermocatalytic effect is determined during the analysis of a mixture of combustible gases. The closest to the proposed technical entity is a thermal catalytic gas analyzer containing catalytically active and compensatory thermal converters with separate heaters, a world connected by thermoelectric converters with differential amplifier inputs, a variable frequency generator, a pulse shaper and an amplifier t2l .. However, the known device does not have sufficient accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of selective gas determination. The goal is achieved by the fact that in a thermocatalytic gas analyzer containing a catalytically active and compensatory thermoconverter with separate heating; thermoelectric converters connected to the inputs of a differential amplifier, variable frequency generator, pulse generator and power amplifier, active and compensating thermal converter heaters are connected in series and connected to the output of the power amplifier connected via a pulse shaper to the variable frequency reHeptor The control input of which is connected to the output of a differential amplifier (DU). The drawing shows a block diagram of the device with the detail of thermal conversion units. The thermocatalytic gas analyzer contains a remote control 1, a catalytically active 2 and a compensatory 3 thermal converters, made according to an identical scheme with galvanically developed m 5 rmoelectric 11, their converters 4 and 5, and heaters b and 7, and the isothermicity of the catalytic surface is structurally provided for them. Thermal converter 2 is connected to the inverting input of the remote control. In the remote control, the variable frequency generator 8. is connected in series, equipped with a frequency reduction device according to the size of the control signal, a shaper 9 of a periodic sequence: rectangular current pulses of constant duration with the frequency of the investigation, power amplifier 10 and heaters b and 7. The electrical transducers 4 and 5 are made in the form of thermistors included in identical controlled stabilized voltage E, the outputs of which are connected respectively to the inverter and not inverting inputs of remote control. To the output of the generator 8 is also connected to the output device 11 -. data processing device and / or in-. the announcer. . device. Works in the following way. The device has two identical inverse conversion circuits (OD) connected to the inputs. A UD and galvanically developed (thermal coupling) in converters 2 and 3. Moreover, the catalytically active thermal converter 2 is connected to the negative feedback circuit. The proposed scheme is balanced for any value and any instability in the path 8-9-10. The scheme responds only to the external disturbance applied to the thermal converter 2 in the form of the heat of the thermal catalytic effect I applied to it, by such a change (decrease) in the frequency lF, which causes (compensation D due to an equal decrease in 4fl of the heating heat. With compensation and the system is balanced at some value F, which is achieved by introducing a device for reducing the frequency of the control signal into the generator) 8. In this case, in the catalytically active thermoconverter 2, it stabilizes with a given temperature b. The circuit monitors the magnitude (variation) of GL. The variation of the frequency of the generator 8 is related to the thermal catalytic effect S, which is a measure of the content of the combustible component in the medium being analyzed. In the initial state (Q O), the initial frequency FO is set on generator 8. In OP circuits, by means of circuit planes of blocks 9 and 10 and heater 6 (7), it is converted into the initial heat G.J, (respectively, QQ temperature) and then using the thermoelectric converter 4 (5) into equal voltages at the inputs. - -. Do The system is balanced at all values of F. The frequency FO is chosen such that 0 is slightly higher than the temperature of the beginning of the catalytic oxidation of this gas. With the appearance of a combustible gas in the transducer 2, due to catalytic oxidation, a heat perturbation G is introduced which upsets the equilibrium of the system. The arising signal of the unbalance of the DU reduces the generator frequency by an amount of others in such a way that the electrical heating of the thermal converters 2 and 3 is reduced by i.e. The effective dynamic equilibration process stabilizes the total amount of heat introduced into the catalytically active thermocouple at the level (GLQ-uQ) + Q GQ (for l & O), and the temperature at level c. Since the heaters connected in series, 1 are powered by pulses of constant duration and amplitude, reducing the frequency of the power causes the temperature of the compensating thermal converter to decrease by an amount proportional to the amount of heat due to the 4 effect, the active thermal converter and. At the same time, for such connections, the thermoelectric thermal converter acquires a qualitatively new property, i.e., it is an indicator that determines how much the generator frequency needs to be lowered so that the temperature of the active thermal converter remains previously set. Without such a connection, a compensating thermal converter, the use of a device for selective gas detection is impossible, since in this case the appearance of gas in the analyzed medium causes an increase in the temperature of the active thermal converter. At the same time, the temperature difference between the active and compensatory thermal converters is insignificant. therefore, this phenomenon has virtually no effect on the properties of a thermocouple thermocouple. The imbalance signal at the inputs of the remote control and at its output, is the value that reduces the frequency of the generator to a value of f corresponding to the value of the thermal effect O. The cooling of the compensating thermocouple is more than an amount and is impossible, since the active thermocouple otherwise starts to cool, the thermal effect decreases (the disturbing effect decreases), the unbalance signal between the amplifier inputs decreases, the generator frequency will increase. Consequently, the frequency F-, unambiguously, is associated with the magnitude of the thermal effect 61 and, accordingly, the gas concentration. The invention improves the accuracy of gas sampling. In particular, with continuous election-. For the exact analysis of the component composition from the liquefied gas (one of the output products of oil refining), the accuracy of determining the content of components is 3% (for a prototype 8-10%). Express analysis increased. analysis time was reduced to 1-2 minutes.

Claims (1)

ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР содержащий каталити- чески активный и компенсационный термопреобразователи с обособленными нагревателями, соединённые термоэлектрическими преобразователями с'· входами дифференциального усилителя,, генератор переменной частоты, ’ формирователь импульсов и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности избирательного газоопределения, нагре ватели активного и компенсационного термопреобразователей соединены последовательно и подключены к выходу 'усилителя мощности, подключенного Через формирователь импульсов и гене. '' ратору переменной частоты, управляемый вход которого соединен с выходом . дифференциального усилителя. ι ,,cSU„.l 040396 поверхности. Термопреобразователь 2 подключен к инвертирующему входу ДУ. На выходе ДУ включены последовательно соединенные генератор 8. переменной частоты, снабженный устройством снижения частоты по величине управляющего сигнала, формирователь 9 периодической последовательности: прямоугольных импульсов тока постоянной длительности с частотой следования, усилитель· 10 мощности и нагреватели 6 и 7.THERMOCATALYTIC GAS ANALYZER containing catalytically active and compensation thermocouples with separate heaters, connected by thermoelectric converters with '· inputs of a differential amplifier, variable frequency generator,' pulse shaper and power amplifier, characterized in that, in order to increase the accuracy of selective gas detection, heaters active and compensation thermocouples are connected in series and connected to the output of the 'power amplifier, I connect through the pulse shaper and the gene. '' a variable frequency rotor whose controlled input is connected to the output. differential amplifier. ι ,, c SU „.l 040396 surface. Thermal converter 2 is connected to the inverting input of the remote control. At the remote control output, a variable-frequency generator 8. is connected in series, equipped with a frequency reduction device according to the magnitude of the control signal, a shaper 9 of a periodic sequence: rectangular current pulses of constant duration with a repetition rate, power amplifier · 10 and heaters 6 and 7. Теряло электрические преобразователи 4 и 5 выполнены в виде терморезистОров, включенных в идентичные управляемые делители стабилизированного напряжения Е, выходы которых подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам ДУ.Lost electrical converters 4 and 5 are made in the form of thermistors included in identical controlled stabilized voltage dividers E, the outputs of which are connected respectively to the inverting and non-inverting inputs of the remote control. К выходу генератора 8 подключено также выходное устройство 11 - . 'An output device 11 - is also connected to the output of the generator 8. '' Устройство обработки данных и/или ин-, дикатор.Data processing device and / or indicator. Устройство.работает следующим образом.Device. Works as follows. Устройство имеет две идентичные цепи обратного преобразования (ОП) , подключенные к входам ДУ и гальванически развязанные (тепловая связью в преобразователях 2 и 3.,причем каталитически активный термопреобраэоаатель 2 включен в цепь отрицательной обратной связи.The device has two identical reverse conversion (OP) circuits connected to the remote control inputs and galvanically isolated (thermal connection in converters 2 and 3., moreover, the catalytically active thermal converter 2 is included in the negative feedback circuit. Предлагаемая схема является уравновешенной при любом значении и любой нестабильности в тракте 8-9-10. Схема откликается только на внешнее возмущение, приложенное к термопреобразователю 2 в виде подводимого к нему тепла термокаталитическсго ^эффекта δ, таким изменением (уменьшением) частоты аР, которое вызывает (компенсацию δ за счет равного уменьшения δ® тепла нагрева.The proposed scheme is balanced at any value and any instability in the path 8-9-10. The circuit responds only to an external disturbance applied to the thermal converter 2 in the form of the heat of the thermocatalytic effect δ supplied to it, by such a change (decrease) in the frequency aP that causes (compensation δ due to an equal decrease in δ® heating heat. С компенсацией δ система уравновешивается при некотором значении , что достигается введением устройства снижения частоты по управляющему сигналу в генератор 8. При этом в каталитически активном термопреобразователе 2 стабилизируете 0. Схема следит за величиной (изменением) δ. ^Изменение частоты генератора 8 соотносится с термокаталитическим эффект том S, который является мерой содержания горючего компонента в анализируемой среде.With compensation δ, the system is balanced at a certain value, which is achieved by introducing a frequency reduction device according to the control signal into the generator 8. In this case, stabilize 0 in the catalytically active thermal converter 2. The circuit monitors the value (change) δ. ^ The change in the frequency of generator 8 is related to the thermocatalytic effect of volume S, which is a measure of the content of the combustible component in the analyzed medium. В исходном состоянии ( Q = О) устанавливают на генераторе 8 начальную, частоту Ро . В цепях ОП посредством схемных решений блоков 9 и 10 и нагревателя 6 (7) она преобразуется в начальную теплоту δ0 (соотвестственнс . температуру ' Θ 0) и далее с помощью термо элек трич еского пр еоб ра зов а теля 4 (5) в равные напряжения на входах.In the initial state (Q = O) set on the generator 8 initial frequency P about . In the OP circuits, through the circuit solutions of blocks 9 and 10 and the heater 6 (7), it is converted into the initial heat δ 0 (corresponding temperature 'Θ 0 ) and then, using the thermoelectric converter 4 (5), equal voltage at the inputs.
SU823494699A 1982-10-01 1982-10-01 Thermocalalyst-type gas analyzer SU1040396A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823494699A SU1040396A1 (en) 1982-10-01 1982-10-01 Thermocalalyst-type gas analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823494699A SU1040396A1 (en) 1982-10-01 1982-10-01 Thermocalalyst-type gas analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1040396A1 true SU1040396A1 (en) 1983-09-07

Family

ID=21030213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823494699A SU1040396A1 (en) 1982-10-01 1982-10-01 Thermocalalyst-type gas analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1040396A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент Англии 1510653, кл. G 01 N 25/30, опублик. 197.8. 2. Патент Франци №2369561, . кл.Ц 01 N 25/22, опублик. 1980 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR850002303A (en) Thermal system for measuring liquid levels
SU1574185A3 (en) Device for measuring relative content of gas in flow of two-component fluid medium
US2404474A (en) Apparatus for measuring carbonaceous deposits
SU1040396A1 (en) Thermocalalyst-type gas analyzer
SU819662A1 (en) Device for detepmination material thermal properties
SU744299A1 (en) Gas analyser
SU1124212A1 (en) Automatic device for measuring electrolyte concentration
SU924596A2 (en) Linear converter of ac voltage effective value to dc voltage
SU767525A1 (en) Thermal flow meter
SU669276A1 (en) Device for analysis of gaseous mixtures
SU693196A1 (en) Device for measuring thermophysical characteristics of specimens
SU830224A1 (en) Method of analysis of gases by thermal conductance
SU1462170A1 (en) Method and apparatus for measuring gas concentration
SU1529094A1 (en) Method of checking fuel gases and vapours
SU1052963A1 (en) Device for measuring thermal physical characteristics of substance
SU932293A1 (en) Differential scanning micro-calorimeter
SU1150527A1 (en) Method of measuring heat capacity
SU1173207A1 (en) Method of determining heat inertia index of thermotransducers
SU958876A1 (en) Device for measuring non-electrical values
SU1286985A1 (en) Method of determining concentration of combustible gases
SU873093A1 (en) Device for measuring liquid media electric conductivity
SU390405A1 (en) METHOD OF STUDYING THE KINETICS OF THE DEVELOPMENT OF CRACKS IN THE METAL SAMPLE
SU482698A1 (en) Device for measuring nonlinear distortion
SU1206670A1 (en) Thermo-catalytic gas detector
SU1182368A1 (en) Apparatus for measuring liquid electric conduction