SU1176228A1 - Способ автоматического контрол концентрации горючих газов и паров - Google Patents

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ термохимическим датчиком, заключающийс  в том, что на чувствительные элементы датчика периодически подают импульсы тока питани  с плоской вершиной и плавно измен ющимис  фронтами, при этом контроль выходного сигнала датчика осуществл ют с помощью измерительного порогового устройства с заданным уровнем срабатывани , соответствук цим сигнальной концентрации, а контрсшь рабочей температуры чувствительных элементов провод т с помощью вспомогательного порогового устройства, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности контрол  концентрации горючих газов и паров при циклическом питании чувствительных элементов термохимического датчика, в момент начала уменьшени  температуры чувствительных элементов устанавливают уровень срабатывани  измерительного порогового (Л устройстваравным максимальному выходному сигналу датчика, который определ ют в переходных режимах питани  чувствительных элементов при подаче к датчику эталонной газовой смеси с сигнальной концентрацией контролируемого компонента. ч э Nd XI.

Description

1t

Изобретение относитс  к газоана- питическому приборостроению, в частности к способам контрол  концентра . ции взрьшоЬпасных горючих газов и паров термохимическим методом, и может быть использовано в химической нефтехимической и газовой отрасл х промышленности дл  контрол  загазованности производственной и бытовой атмосферы.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контрол  концентрации горючих газов и паров при циклическом питании чувствительных элементов термохимичесусого. датчика.

Способ автоматического контрол  концентрации горючих газов и паров термохимическим датчиком осуществл етс  следующим образом.

Периодически подают на чувствительные элементы термохимического датчика импульсы тока питани  с плоской вершиной и плавно измен ющимис , например, по экспоненциальному закону фронтами. Контролируют выходной сигнал датчика при установившейс  рабочей температуре термоэлементов (плоска  вершина импульса питани ) с помощью измерительного порогового устройства с .заданным уровнем срабатьгеани , соответствующим сигнальной концентрации, а также одновременно с предьодущей операцией контролируют температуру термоэлементов .по достижению определенного значени  какого-либо параметра питани  датчика, например напр жени , с помощью вспомогательного порогового устройства.

В момент начала уменьшени  темпе .ратуры чувствительных элементов устанавливают уровень срабатывани  измерительного порогового устройства равным максимальному выходному сигналу датчика, который определ ют в переходных режимах питани  чувствительных элементов, подава  к датчику эталонную газовую смесь с сигнальной концентрацией контролируемого компонента.

На чертеже представлена блоксхема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа.

Источник питани  1 через регул тор напр жени  2 соединен с измерительной схемой 3, преобразующей тепловой эффект от реакции каталитического окислени  контролируемого

282

компонента в электрический сигнал. Измерительна  схема (термохимический датчик) может быть выполнена, например, в виде дифференциального электрического моста, в плечи которого включены активный и компенсационньш чувствительные термоэлементы ..

Генератор импульсов 4 подключен

к источнику питани  1. Выход генератора импульсов соединен с управл ющим входом регул тора напр жени  2.

Выход 5 измерительной схемы 3 подключен ко входу измерительного

порогового устройства 6, уровень срабатывани  которого по этому входу установлен соответствующим выходному сигналу датчика (измерительной схемы) при сигнальной концентрации контролируемого компонента. Дополнительно измерительна  схема 3 соединена с линией св зи 7 с вспомогательнь м пороговым устройством 8, с помощью которого контролируетс 

определенньш параметр питани  термоэлементов датчика (например, напр жение , ток и т.д.). Выход порогового устройства 8 соединен с управл ющим входом 9, по которому измен етс 

(повьшгаетс ) величина заданного уровн  срабатьшани  порогового устройства 6.

В процессе работы устройства генератор импульсов 4 генерирует пр моугольные импульсы длительностью,

например, 0-60 с и периодом следовани  мин. На выходе генератора дл  получени  экспоненциально нарастающего (и спадающего) фронта импульсов установлена интегрирующа  RC-цепочка (на чертеже не показана), посто нную времени которой выбирают меньшей длительности импульса генератора .

При отсутствии экспоненциально нарастающего импульса на управл ющем входе регул тора напр жени  2, роль которого может вьшолн ть, например , достаточно мощный транзистор,

напр жение питани  на чувствительных элементах измерительной схемы также практически отсутствует. При этом контролируемьй параметр питани  датчика оказываетс  меньше определенного заданного значени , соответствующего рабочей температуре термоэлементов . Влагодар  этому срабатывает пороговое устройство 8 и через

3

управл ющий вход 9 повьппает уровень срабатывани  измерительного порогового устройства 6 по входу 5.

Установившийс  уровень срабатывани  больше ранее установленного заданного уровн , соответствующего сигнальной концентрации, на величину , при которой исключаетс  возможность срабатывани  измерительного порогового устройства 6 от паразитного выходного сигнала измерительной схемы 3, по вл ющегос  при нарастании и спаде импульсов тока питани  чувствительных термоэлементов .

При. воздействии экспоненхщально нарастающего импульса, сформированного генератором 4, на управл ющий вход регул тора напр жени  2 плавно открьтаетс  силовой транзистор регул тора , пропуска  ток от источника питани  1 на термоэлементы измерительной схемы 3. Форма импульсов тока на термоэлементах соответствует форме экспоненциально нарастающего импульса, вьщаваемого генератором 4.

При переходе экспоненциально нарастающего фронта в плоскую вершину импульса контролируемьй параметр питани  термоэлементов (напр жение , ток и т.д.) достигает своего заданного значени , срабатывает пороговое устройство 8 и через управл ющий вход 9 снижает уровень срабатьгоани  измерительного порогового устройства 6 по входу 5 до заданного значени , соответствующего контролируемой сигнальной концентрации .

Во врем  плоской вершины импульса питани  термоэлементов происходи контроль выходного сигнала датчика измерительным пороговым устройством 6. Если концентраци  горючих газов или паров в контролируемой среде достигает сигнального значени , на выходе измерительной схемы 3 по вл етс  соответствующий выходной сигнал , от которого срабатывает пороговое устройство 6 и вьщает команду на включение сигнализации.

На завершающей фазе воздействи  импульса питани , при переходе плоской вершины в экспоненциально спадающий фронт, контролируемый параметр питани  термоэлементов становитс  меньшим своего заданного зна762284

чени . При этом пороговое устройство 8 переходит в свое изначальное состо ние и через управл ющий вход 9 повьш1ает уровень срабатьшани  измерительного порогового устройства 6 по входу 5.

Повьш1енный уровень срабатывани  измерительного порогового устройст-. ва 6 устанавливают в процессе отладки способа. К датчику подают эталонную газовую смесь с сигнальной концентрацией контролируемого компонента . С помощью вспомогательного измерительного прибора, например

15 осциллографа или пикового вольтметра , определ ют максимальную величину (амплитуду) паразитного выходного сигнала датчика при нарастании и спаде импульсного тока питани .

Пол рность паразитного сигнала датчика при нарастании импульса тока питани  и при его спаде различна (величина паразитного сигнала пропорциональна производной от скорости

изменени  импульса тока питани , а .она при нарастании и спаде мен ет свое направление). Исходна  пол рность паразитного сигнала (дл 

30 определенности,. например, при нарастании импульса тока питани ) определ етс  соотношением теплофизических характеристик aJKTивнoгo и компенсационного термоэлементов. При спаде

, импульса тОка питани  пол рность

паразитного сигнала датчика противоположна .

Поэтому при отладке способа контрол  определ ют амплитуду паразит40 ного сигнала, совпадающего по пол рности с выходным сигналом датчика , которьй контролируетс  при плоской вершине импульса питани  и соответствует сигнальной концентрации,

45 Повьш1енньй уровень срабатывани  порогового устройства 6 устанавливают большим максимального измеренного значени  паразитного сигнала датчика .

50 Вьшолнение приема установки повышенного уровн  срабатывани  определ етс  конкретной конструкцией порогового устройства. Если это, например , поворотное реле (стрелочный

55 прибор), то повышенный уровень срабатывани  устанавливают путем смещени  контакта, замыкаемого подвижной частью этого реле, например стрел5 11762284

кой. Если в качестве поворотноговаетс  от двух источников посто нустройства исдюльзуетс  электронньйного напр жени  положительной и отблок , построенный, например, на базерицательной пол рности, имеющих обдифференциального усилител  с разомк-5 У нулевую шину. Такое питание нутой отрицательной обратной св зью,обычно используетс  и дл  остальных то повышенный уровень срабатывани электронных блоков. Повьш1ение пороустанавливают путемподачи на одинга срабатьшани  осуществл ют путем из его входов (на управл ющий вход)уменьшени  величины напр жени , поопределенного напр жени , от которо-10 даваемого от отрицательного источго уровень срабатывани  по измери-ника к дифференциальному усилителю. тельному входу измен етс  в большуюТак, например, использу  дифференцисторону .альный усилитель (микросхему) с пиПреимущественным  вл етс  вариант, танием ±.6,3 В путем уменьшени  его при котором пороговое устройство вы-15 напр жени  питани  от -6,3, В до полнено на дифференциальном усилите- В повьш1ают уровень срабатывале , имеющем разйопол рное питание.ни  порогового устройства, построенДифференциальный усилитель запит{ 1- .ного на этой микросхеме, на 1,08 В.

Claims (1)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ термохимическим датчиком, заключающийся в том, что на чувствительные элементы датчика периодически подают импульсы тока питания с плоской вершиной и плавно изменя ющимися фронтами, при этом контроль выходного сигнала датчика осущест- вляют с помощью измерительного порогового устройства с заданным уровнем срабатывания, соответствующим сигнальной концентрации, а контроль рабочей температуры чувствительных элементов проводят с помощью вспомогательного порогового устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля концентрации горючих газов и паров при циклическом питании чувствительных элементов термохимического датчика, в момент начала уменьшения температуры чувствительных элементов устанавливают уровень срабатывания измерительного порогового устройства’равным максимальному выходному сигналу датчика, который определяют в переходных режимах питания чувствительных элементов при подаче к датчику эталонной газовой смеси с сигнальной концентрацией контролируемого компонента.

   >