SU1188618A1

SU1188618A1 - Apparatus for selective inspection of combustible gases

Info

Publication number: SU1188618A1
Application number: SU843743978A
Authority: SU
Inventors: Александр Назарьевич Щербань; Борис Михайлович Лисогор; Петр Михайлович Скрынник; Анатолий Петрович Вакуров; Леонид Николаевич Трифонов
Original assignee: Институт технической теплофизики АН УССР
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1985-10-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, содержащее включенные в резисторные моЁты активный и компенсационный термоэлементы, два дифференциальных усилител , подключенные к измерительным диагонал м мостов .регул тор питани соединенный входом с выходом дифференциального усилител резисторного : моста активного термоэлемента, а выходом - с ветв ми активного и компенсационного термоэлементов, источник опорного напр жени , соединенный со сравнительными ветв ми резисторных мостов, и измерительный прибор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности избирательного газоопределени , оно содержит снабженный пороговым устройством регул тор опорного напр жени , соединенный входом с выходом подключенного к измерительной диагонали резисторного моста компенсационного термоэлемента дифференциального усилител , регул тор баланса в сравнительной ветви резисторного моста активного термоэлемента , второй компенсационный (Л термоэлемент, включенный в мостовую резисторную схему, третий дифференциальный усилитель, подключенный входами к измерительной диагонали, а выходом - к регул тору питани резисторного моста второго компенсационного термоэлемента, а измерительньш прибор подключен к средним 00 О) точкам ветвей компенсационных термоэлементов . 00A DEVICE FOR ELECTORAL CONTROL OF COMBUSABLE GAS containing active and compensating thermoelectric elements included in resistor systems, two differential amplifiers connected to the measuring diagonal of the bridges. The power supply connected to the output of the differential thermoelectric element and the output of the active thermoelement and the output of the active thermoelement and compensating thermoelements, a voltage source connected to the comparative branches of the resistor bridges, and a measuring instrument Essentially, in order to increase the accuracy of selective gas determination, it contains a voltage regulator fitted with a threshold device, connected by an input to an output of a compensating thermoelement of a differential amplifier connected to the measuring diagonal of a resistor bridge, the balance regulator in the comparative branch of a resistor bridge of an active thermoelement, compensation (L thermoelement included in the bridge resistor circuit, the third differential amplifier connected to the input ritelnoy diagonal, and output - to a controller torus feed bridge resistor of the second compensating thermocouple, and izmeritelnsh unit connected to middle 00 Q) branch points compensation thermocouples. 00

Description

1 Изобретение относитс .к газоана литическим приборам, а именно к приборам термохимического контрол газов, и предназначено дл определени содержани горючих газов смеси при точном избирательном газоопределении . Целью изобретени вл етс повы шение точности избирательного газо определени и увеличение срока службы чувствительных элементов, На чертеже изображена функционально-блочна схема устройства с детализацией элементов резисторных мостов. Устройство дл избирательного контрол горючих газов содержит включенные в резисторные мосты 1 и 2 активный 3 и компенсационный 4 термоэлементы, две дифференциаль ных усилител 5 и 6, подключенные к измерительным диагонал м мостов Регул тор 7 питани соединен входо с выходом дифференциального усилител 5, а выходом - с ветв ми активного и компенсационного термоэлементов . Источник 8 опорного напр жени соединен со сравнительн ми ветв ми резисторных мостов. Устройство содержит снабженный пороговым устройством регул тор 9 опорного напр жени , соединенный входом с выходом дифференциального усилител 6, регул тор 10 баланса в сравнительной ветви резисторного моста активного термоэлемента, второй компенсационный термоэлемент 11, включенный в мостовую резисторную схему мост 12. Дифференциальный усилитель 13 подключен входами к измерительной диагонали мостовой схемы 12, а выходом - к регул тору 14 питани резисторного моста второго компенсационного тер моэлемента 11. Измерительный прибор 15 подключен к средним точкам ветвей компенсационного и второго компенсационного термоэлементов. Устройство снабжено источником 16 питани . Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии, т.е. при отсутствии горючего газа, температура элементов 3, 4 и 11 равна между собой и определ етс величиной опорного напр жени источника опорного напр жени 8 и соотношени 82 ем сопротивлений сравнительных ветвей резисторных мостов. При по влении измер емого газа и окислении его на активном термоэлементе усилитель 5 через регул тор 7 питани уменьшает напр жение питани таким образом, чтобы температура элемента 3 оставалась посто нной . При этом понижаетс напр жение питани на компенсационном термоэлементе 4, температура его понижаетс . Сигнал разбаланса резисторного моста компенсационного термоэлемента 4 через усилитель 6 поступает на вход регул тора 9 опорного напр жени . Однако за счет наличи порогового устройства регул тор 9 опорного напр жени на сигнал усилител 6 не реагирует. В это же врем усилитель 13 через регул тор 14 поддерживает заданную температуру второго компенсационного термоэлемента 11, При достижении нижнего предела диапазона измерени и дальнейшем увеличении концентрации измер емого газа срабатывает пороговое устройство и регул тор опорного напр жени уменьшает напр жение 11,(, и (. на сравнительных ветв х активного 3 и компенсационного 4 термоэлементов , что приводит к фактическому снижению температуры активного термоэлемента. Поскольку при этом снижаетс также и напр жение питани компенсационного термоэлемента, сигнал разбаланса на входе усилител 6 возрастает, передаетс на вход регул тора 9 опорного напр жени и приводит к дальнейшему уменьшению опорного напр жени 1| . , в итоге активный термоэлемент 3 должен снизить температуру, так, чтобы работать на границе каталитического окислени . Чтобы предотвратить выход активного термоэлемента на границу термокаталитического окислени , в сравнительную ветвь моста активного термоэлемента включен регул тор 10 баланса. В результате этого скорость изменени опорных напр жений в точках А и В различна, т.е. изменение опорного напр жени приводит к изменению опорных напр жений Ojf и U на различную величину, причем (2с этом случае мост компенсационного термоэлемента 4 быстрее достигает баланса, прекраща 1 The invention relates to gas analyzers, namely thermochemically controlled instruments for gases, and is intended to determine the content of combustible gases of a mixture with precise selective gas determination. The aim of the invention is to increase the accuracy of selective gas detection and increase the service life of sensitive elements. The drawing shows a functional block diagram of the device with details of the elements of the resistor bridges. The device for selective control of combustible gases contains active 3 and compensating 4 thermocouples included in resistor bridges 1 and 2, two differential amplifiers 5 and 6 connected to the bridge measuring diagonal. The power regulator 7 is connected to the output of the differential amplifier 5, and the output is with branches of active and compensatory thermoelements. The source 8 of the reference voltage is connected to the comparative branches of the resistor bridges. The device contains a voltage regulator 9 supplied with a threshold device, connected by an input to the output of a differential amplifier 6, a balance regulator 10 in the comparative branch of a resistor active thermocouple bridge, a second compensating thermoelectric element 11 included in a bridge resistor circuit 12. An differential amplifier 13 is connected by inputs to the measuring diagonal of the bridge circuit 12, and the output to the controller 14 for supplying the resistor bridge of the second compensation thermoelement 11. Measuring device 15 is connected It is equal to the middle points of the branches of the compensation and second compensation thermoelements. The device has a power source 16. The device works as follows. In the initial state, i.e. in the absence of combustible gas, the temperature of the elements 3, 4 and 11 is equal to each other and is determined by the value of the reference voltage of the source of the reference voltage 8 and the ratio 82 of resistance of the comparative branches of the resistor bridges. When the measured gas appears and oxidizes on the active thermoelement, the amplifier 5 through the power regulator 7 reduces the supply voltage so that the temperature of the element 3 remains constant. At the same time, the supply voltage on the compensating thermoelement 4 decreases, its temperature decreases. The unbalance signal of the resistor bridge of the compensation thermoelement 4 through the amplifier 6 is fed to the input of the regulator 9 of the reference voltage. However, due to the presence of a threshold device, the regulator 9 of the reference voltage to the signal of the amplifier 6 does not react. At the same time, the amplifier 13 through the regulator 14 maintains the set temperature of the second compensating thermoelement 11. When the lower limit of the measuring range is reached and the concentration of the gas to be measured further increases, the threshold device is activated and the reference regulator decreases the voltage 11, (, (. on the comparative branches of active 3 and compensatory 4 thermoelements, which leads to an actual decrease in the temperature of the active thermoelement, since this also reduces the supply voltage of compensators The unbalance signal at the input of the amplifier 6 increases, is transmitted to the input of the regulator 9 of the reference voltage and leads to a further decrease in the reference voltage 1 |. As a result, the active thermoelement 3 must reduce the temperature so as to work at the catalytic oxidation boundary. In order to prevent the active thermoelement from reaching the boundary of thermal catalytic oxidation, a balance regulator 10 is turned on in the comparative branch of the active thermoelement bridge. As a result, the rate of change of the reference voltages at points A and B is different, i.e. a change in the reference voltage leads to a change in the reference voltages Ojf and U by a different amount, and (2 in this case, the bridge of the compensation thermoelement 4 achieves a balance more quickly, stopping

33

уменьшение опорного напр жени . Таким образом, измен величину 10, можно регулировать величину дополнительного теплопритока Q , в том числе и обеспечить режим Q Q consi, где Q заданна величина теплопритока на активном элементе 3. До достижени теплопритока равного Q поддерживаетс посто нна температура элемента 3, а при достижении теплопоитока равного Q j величину теплопритока по1щерживают посто нной за счет снижени температуры элемета 3. Величину Q задают соответствующей ни шей границе диапазона измер емых концентраций.reduction of the reference voltage. Thus, by changing the value of 10, it is possible to regulate the amount of additional heat input Q, including ensuring the QQ consi mode, where Q is the set value of the heat gain on the active element 3. Until the heat gain is equal to Q, the temperature of the element 3 is kept constant, and when the heat flow reaches Q j value of heat gain is kept constant by reducing the temperature of element 3. The value of Q is set to the corresponding lower limit of the range of measured concentrations.

Выходной сигнал, пропорциональный концентрации измер емого газа определ ют по изменению напр же886184An output signal proportional to the concentration of the gas to be measured is determined by the change in the stress 886184

ни (мощности) компенсационного термоэлемента 4 относительно его начального значени . Наличие второго компенсационного термоэлемента 11 и неизменное опорное напр жение в сравнительной ветви обеспечивают наличие опорной точки С, относительно которой определ ют мощность нагрева термоэлементов,nor (power) of the compensating thermoelement 4 relative to its initial value. The presence of the second compensating thermoelement 11 and the constant reference voltage in the comparative branch ensure the presence of the reference point C, relative to which the heating power of the thermoelements is determined,

10 величину дополнительного теплопритока , изменение температуры термоэлементов .10 value of additional heat gain, temperature change of thermoelements.

Величины Q , начальную температуру термоэлементов предваритель 5 но рассчитывают, исход из состава анализируемой смеси, выходных характеристик термоэлементов и уточн ют градуировку и настройку устройства пропусканием через негоThe values of Q, the initial temperature of thermoelements of the preliminary 5 but calculated, based on the composition of the analyzed mixture, the output characteristics of thermoelements and specify the graduation and adjustment of the device by passing through it

2Q калиброванных смесей.2Q calibrated mixes.

Claims

DEVICE FOR SELECTIVE CONTROL OF COMBUSTION GASES, containing active and compensation thermocouples included in the resistor washers, two differential amplifiers connected to the measuring diagonals of the bridges, a power regulator connected to the input of the differential amplifier of the resistor bridge of the active thermocouple, and the output to the branches of the active and compensation , a reference voltage source connected to the comparative branches of resistor bridges, and a measuring device, characterized in that, in order to improve the accuracy of selective gas detection, it contains a reference voltage regulator equipped with a threshold device, connected to the output of the compensation thermoelement of the differential amplifier connected to the measuring diagonal of the resistor bridge, a balance regulator in the comparative branch of the resistive bridge of the active thermoelement, a second compensation thermoelement included in the bridge resistor circuit, the third differential amplifier connected by inputs to the measuring diagonal whether, and the output to the power regulator of the resistor bridge of the second compensation thermocouple, and the measuring device is connected to the midpoints of the branches of the compensation thermocouples.

w

EebhL

Ksant

00 00 about

1 11