SU1061023A1

SU1061023A1 - Device for gas and vapour analysis

Info

Publication number: SU1061023A1
Application number: SU823485841A
Authority: SU
Inventors: Евгений Борухович Шмидель; Сергей Иосифович Михалюта; Юрий Кузьмич Шибаев
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1983-12-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГАЗОВ И ПАРОВ, содержсццее корпус со штуцерами дл подвода анализируемого газа и окислител , источник питани , нагреватель с катализатором горени , включённый в цепь источника питани и по .мещенный в корпус, (пироэлектрический датчик, подключенный к усилителю тока , отлич-ающеес тем, что, с целью повышени чувтствительностй, в него введены термостат, в котором установлен пироэлектричес сий датчик, и дополнительный проволочный нагреватель , намотанный на пироэлектрический датчик и включенный в цепь источник питани параллельно нагревателю ка- тализатора, причем источник питани ; выполнен в виде источника стабилизит (Л рованного тока. Ю ОР A DEVICE FOR ANALYSIS OF GASES AND VAPORS, a housing with fittings for supplying the gas to be analyzed and an oxidizer, a power source, a heater with a combustion catalyst connected to the power supply circuit and located in the housing, by the fact that, in order to increase sensitivity, a thermostat is inserted in it, in which a pyroelectric sensor is installed, and an additional wire heater, wound on a pyroelectric sensor and connected to the source power supply parallel to the catalyst heater, the power supply; made in the form of a stabilize source (L of the current.

Description

Изобретение относитс к аналитической технике, конкретно к газоанал тическим приборам и может быть использовано дл анализа горючих веществ в воздухе и в инертной среде. Известен детектор дл газовойхро матографии, содержащий нагревательный элемент с нанесенным на нем слое катализатора горени анализируемого вещества, вл ющийс одним из плеч измерительного моста, подключенного к источнику питани . В основу работы детектора положено измерение теплоты горени анализируемого вещества на поверхности катализатора. Температур катализатора измер етс термометром сопротивлени , вл ющимс одновремен но нагревательным элементом 1. Недостатке известного детектора вл етс относительно низка его чувствительность. Наиболее к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату вл етс устройство дл анализа газов и паров, содержаще корпус со штуцерами дл подвода анал зируемого газа и окислител , источни питани ,, нагреватель с катализатором горени , включенный в цепь источника питани и помещенный в корпусе, пиро электрический датчик, подключенный к усилителю тока. В известном устрой стве катализатор горени нанесен на поверхность пироэлектрического датчика С23. Недостатком известного устройства прин того за прототип вл етс OTHO-V сительно низка его чувствительность Это обусловлено,тем, что коэффициент преобразовани пироэлектрического, датчика зависит от температуры, причем крива этой зависимости имеет в о выраженный максимум, который различен-дл разных материалов. Так, например, дл поликристаллического титаната бари максимальное значение коэффициента преобразовани обеспечи ваетс при температуре 90°С. Оптимальное же значение температуры каталитической реакции различно дл разных веществ. Кроме того, известные пироэлектрические материалы могут существенно измен ть свои свойства под воздействием анализируемых веществ и продуктов их сгорани . I Цель изобретени - повышение чувс вительности устройства. Указанна цель обеспечиваетс тем что в устройство дл анализа газов и паров, содержащее корпус со штуцерами дл подвода анализируемого газа и окислител , источник питани , Магрейатель с катализатором горени , включенный в цепь источника питани и помещенный в корпус, пироэлектрический датчик, подключенный к усилителю тока введены термостат, в котором установлен пироэлектрический датчик, и дополнительный проволочный нагреватель, намотанный на пироэлектрический датчик и включенный в цепь источника питани параллельно нагревателю катализатора, причем источник питани выполнен в виде источника стабилизированного тока. Благодар тому, что пироэлектрический датчик поддерживаетс при оптимальной температуре, отвечающей максимальному значению коэффициента преобразовани , и не контактирует с анализируемым .веществом и продуктами его сгорани , обеспечиваетс повышение чувствительности предлагаемого устройства. На чертеже схематически изображена конструкци предлагаемого устройства . На чертеже изображен источник стабилизированного тока 1, нагрузкой которого вл ютс параллельно включенные проволочные нагреватели 2 и 3. На нагреватель 2 нанесен катализатор горени 4.Нагреватель 3 намотан на пироэлектрический датчик 5 с двум электордами 6 и 7. Электрод б заземлен , а электрод 7 подключен к усилителю сигнала 8, выход усилител подключен к индикатору 9. Пироэлектрический датчик 5 с проволочным нагревателем 3 р-азмещен в термостате-10. Нагреватель 2 с катализатором 4 размещены в корпусе 11 со штуцерами дл входа анализируемого газа 12, реагентного газа 13 и выхода газа 14. Работу устройства в динамике можно описать следующим образом. Анализируемый газ подают в штуцер 12, а реагентный - в штуцер 13 (если в анализируемом газе имеетс окислитель , например воздух, то штуцер дл входа реагентного газа заглушают М. При отсутствии определ емого компонента устанавливают величину тока через нагреватель 2, соответствуюрдий. температуре каталитического горени определ емого компонента. В термостате 10 устанавливают температуру, соответствующую максимальному значению пирокоэффициента {коэффициенту преобразовани выбранного пироэлектрического датчика). После прогрева пироэлектрического датчика, т.е. установлени посто нной температуры,величина выходного сигнала равна нулю и соответствует показанию индикатора 9. Если в анализируемом газе по витс определ емый горючий компонент, то за счет его горени на поверхности катализатора изменитс сопротивление нагревател 2, что в .свою очередь вызывает перераспределение токов в нагревател х 2 и 3. Изменение тока в нагревателе 3 вызывает дополнительный нагрев пироэлектрика или изменение его температуры, так как пироэлектри31061023The invention relates to an analytical technique, specifically to gas analyzers and can be used to analyze combustible substances in air and in an inert environment. A detector for gas chromatography is known, which contains a heating element coated on it with a layer of an analyte burning catalyst, which is one of the arms of a measuring bridge connected to a power source. The detector is based on measuring the heat of combustion of the analyte on the catalyst surface. The temperature of the catalyst is measured by a resistance thermometer, which is also the heating element 1. A disadvantage of the known detector is its relatively low sensitivity. Most to the proposed technical essence and achievable result is a device for analyzing gases and vapors, comprising a housing with fittings for supplying the analyzed gas and an oxidizer, a power source, a heater with a combustion catalyst included in the power supply circuit and placed in the housing pyro electrical sensor connected to the current amplifier. In the known device, a combustion catalyst is deposited on the surface of the C23 pyroelectric sensor. A disadvantage of the prior art device is that the OTHO-V is relatively low in sensitivity. This is due to the fact that the conversion factor of the pyroelectric sensor depends on temperature, and the curve of this dependence has a pronounced maximum, which is different for different materials. Thus, for example, for polycrystalline barium titanate, the maximum value of the conversion coefficient is provided at a temperature of 90 ° C. The optimal temperature of the catalytic reaction is different for different substances. In addition, the known pyroelectric materials can significantly change their properties under the influence of the analyzed substances and their combustion products. I The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device. This goal is ensured by the fact that the device for analyzing gases and vapors, comprising a housing with fittings for supplying the gas to be analyzed and an oxidizer, a power source, a Magreatel with a combustion catalyst connected to the power supply circuit and placed in the housing, a pyroelectric sensor connected to the current amplifier thermostat, in which a pyroelectric sensor is installed, and an additional wire heater, wound on a pyroelectric sensor and connected to the power supply circuit parallel to the heater catalyst, with the power source made in the form of a source of stabilized current. Due to the fact that the pyroelectric sensor is maintained at the optimum temperature, corresponding to the maximum value of the conversion coefficient, and does not contact with the analyzed substance and products of its combustion, the sensitivity of the proposed device is increased. The drawing shows schematically the structure of the proposed device. The drawing shows a stabilized current source 1, the load of which is parallel connected wire heaters 2 and 3. Heater 2 has a burning catalyst 4. Heater 3 is wound on a pyroelectric sensor 5 with two electrodes 6 and 7. Electrode b is grounded and electrode 7 is connected to the signal amplifier 8, the output of the amplifier is connected to the indicator 9. Pyroelectric sensor 5 with a wire heater 3 p-located in the thermostat-10. The heater 2 with the catalyst 4 is placed in the housing 11 with fittings for the entrance of the analyzed gas 12, the reagent gas 13 and the gas outlet 14. The operation of the device in dynamics can be described as follows. The analyzed gas is fed to the fitting 12, and the reactant gas to the fitting 13 (if there is an oxidant in the analyzed gas, for example air, then the fitting for the input of the reactant gas is muffled M. In the absence of a detectable component, the current through the heater 2 is set to correspond to the temperature of the catalytic combustion of the component to be detected. In the thermostat 10 a temperature is set corresponding to the maximum value of the pyroelectric coefficient (conversion coefficient of the selected pyroelectric sensor). After warming up the pyroelectric sensor, i.e. setting a constant temperature, the output signal is zero and corresponds to the indication of indicator 9. If the analyte gas has a detectable combustible component, the resistance of the heater 2 changes on the catalyst surface due to its burning, which in turn causes a redistribution of currents in the heater x 2 and 3. A change in the current in the heater 3 causes additional heating of the pyroelectric or a change in its temperature, since pyroelectric 31061023

ческий датчик 8 образует сигнал, п хэ-Пороговое значение чувствительностиchesky sensor 8 forms a signal, p he-threshold value of sensitivity

порциональный скорости изменени тем-бьшо не хуже 4,7-10 рб.%. пературы, то на его электроде 7 по- Необходимо отметить, что в npexpia витс зар д, пропорциональный скоро-гаемом устройстве можно анализироватьPortioned rate of change is no worse than 4.7-10 rb.%. per electrode, then on its electrode 7 it is necessary to note that in npexpia the spin of the charge, proportional to the speed of the device, can be analyzed

сти изменени тетипературы. Этот сиг-примеси окислител в инертном газе,changes in tetraperiod. This sig impurity is oxidizing in an inert gas,

нал с помощью усилител 8 регистри- 5например азоте. В этом случае в штуруетс индикатором 9.цер дл подачи -окислител подгиотwith the help of an amplifier 8, registering for example nitrogen. In this case, the indicator is set. 9.cer for supplying -oxidant

Описанное устройство было изготов-горючий компонент, например водород..The device described was a fabrication component, for example hydrogen.

лено в макете и испытано, В качествеЧувствительность устройства останетс Leno in the layout and tested, as the sensitivity of the device will remain

нагревател с катализатором использо-прежней, так как сигнал снова будет валс серийно выпускаемый заводом Ю формироватьс за счет горени наthe heater with the catalyst used is the same, since the signal will again be commercially produced by the U plant by burning on

Хроматограф элемент Скочинского. Вкатализаторе, качестве стабилизированного источникаChromatograph element Skochinsky. In the catalyst, as a stabilized source

тока был использован автомобильный Описанное устройство найдет широаккумул тор . Пироэлектрический дат-кое применение дл селективного аначик из титана бари термостатировалс 5лиза горючих компонентов в воздухе с помощью термостата У-10 при темпе-и инертных газах, а также дл ыирокоратуре . Сигнал пироэлектрическоего применени дл санитарного конго датчика усиливаетс с помощью йэ трол загазованности воздуха токсичмерител малых токов ИМТ-05 и за- ;: ными горючими компонентами, что вл гписывалс на самописке КСП4. Проводилетс важнейшей частью комплексной с анализ окиси углерода в воздухе. проблемы охраны окружающей среды.current was used automobile. The described device will find a wide accumulator. Pyroelectric Datalogic Application for Barium Titanium Selective Ana Noch Thermostatted 5Lise of combustible components in air with the help of thermostat U-10 at tempo and inert gases, as well as for air circulation. The pyroelectric application signal for a sanitary congo sensor is amplified using a low-current IMT-05 low-current gas metering controller and over-the-counter combustible components that were recorded on a KSP4 recorder. It is the most important part of the complex analysis of carbon monoxide in the air. environmental issues.

Claims

DEVICE FOR ANALYSIS OF GASES AND VAPORS, comprising a housing with fittings for supplying the analyzed gas and oxidizer, a power source, a heater with a combustion catalyst included in the power source circuit and placed in the housing (pyroelectric sensor connected to a current amplifier, characterized in that, in order to increase the sensitivity, a thermostat is introduced into it, in which a pyroelectric sensor is installed, and an additional wire heater wound around the pyroelectric sensor and a power supply connected to the circuit Allelic catalyst was Ka- heater, wherein the power source is made as a constant current source.