SU67828A1 - Электрический газоанализатор дл определени содержани водорода в газах - Google Patents

Description

Б технике широко известны электрические газоанализаторы, основанные на сравнении теплопроводности исследуемого газа с теплопроводностью эталонного газа и имеющие блок-приемник, в камерах которого помещены сопротивлени , включенные в мостик Уитстона, причем одна пара сопротивлений омываетс  анализируемым газом, а втора  помещена в эталонный газ.

Насто щее изобретение касаетс  усовершенствовани  подобного рода газоанализаторов и заключаетс  в том, что камеры блока-прнемника , в которых размещены сопротивлени  мостика Уитстона, соединены с выводными каналами такого диаметра , чтобы заход анализируемого газа в камеры происходил путем диффузии без принудительного прокачивани  газа.

Дл  того, чтобы в газоанализаторе можно было осуществл ть принудительное прокачивание анализируемого газа через камеры блокаприемника , последний может быть снабжен насаженной на фильтр блока съемной камерой с подвод щей и отвод щей исследуемый газ трубками .

Чтобы уменьшить инерционность предлагаемого азоанализатора, помещенные в эталонный газ сопротивлени  мостика Унтстона заключены в герметичные газонепроницаемые трубки, омываемые анализируемым газом.

На фиг. 1 показана электрическа  схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - блок-приемник газоанализатора; на фиг. 3 - блок-приемник газоанализатора с насаженной на Фильтр блока съемной камерой; на фиг. 4 - вариант конструкции блок-приеМНика.

Предлагаемый электрический газоанализатор предназначен преимущественно дл  определени  процентного (по объему) содержани  водорода в воздухе; в частности, в воздухе, содержащем углекислоту и вод ные пары.

Работа газоанализатора основана на определении концентрации водорода в воздушной среде по теплопроводности среды.

Определение содержани  водорода осуществл етс  приемником с электрической схемой мостика Уитстона .

Мостик Уитстона приемника /// состоит из четырех плеч, образуемых сопротивлени ми ь R, з, 4, представл ющими собою платиновые спирали. Сопротивлени  R-, R наход тс  в камерах, в которые

301

диффундирует анализируема  газова  смесь, содержаща  водород. Друга  пара сопротивлений моста 3 помещена в стекл нные трубки , в которых находитс  чистый воздух , не содержащий посторонних примесей.

Все сопротивлени  нагреваютс  током аккумул торной батареи / до температуры пор дка 100°. Температура , до которой нагреваютс  сопротивлени , зависит как от силы тока, так и от теплопроводности окружающих сопротивлени  газов, создающих определенные услови  теплопередачи от сопротивлений к стенкам камерЕсли теплопроводность газа во всех камерах одинакова, то сила тока в диагонали мостика с,включенным в нее указательным прибором будет равна нулю.

В случае поступлени  в камеры с сопротивлени ми , анализируемого газа, теплопроводность которого отличаетс  от теплопроводности воздуха, сопротивлени  Rz и R, под действием изменивщихс  условий теплоотдачи, измен т свою температуру , а следовательно, и сопротивление . В этом случае в диагонали моста пойдет электрический ток, который вызовет отклонение стрелки указательного прибора на некоторую величину, соответствующую теплопроводности анализируемого газа.

Таким образом, по соотнощению теплопроводностей газовой смеси и эталонного воздуха определ етс  содержание водорода в анализируемой газовой смеси, так как теплопроводность водорода резко отличаетс  от теплопроводности других компонентов анализируемой смеси (кислород, азот).

Сила тока в цепи указательного прибора зависит от содержани  водорода в анализируемой газовой смеси, вследствие чего щкала прибора может быть проградуирована в процентах содержани  водорода.

Мостик Уитстона включен одной своей диагональю в цепь аккумул торной батареи / через нулевой реостат и токовый реостат ; 302

кроме того в цепь мостика включены шунтовое сопротивление Rm и компенсационное шунтовое сопротивление / кш , а указательный прибор Г, например, гальванометр, включаетс  во вторую диагональ моста посредством переключател  /С, либо через компенсационное сопротивление , или градуировочное сопротивление г .

Чтобы сохранить правильность показаний указательного прибора, сила тока, питающа  мостик Уитстона , должна иметь посто нную величину , что достигаетс  регулировкой на максимальное отклонение стрелки указательного прибора.

Дл  этого переключатель К став т в положение, при котором указательный прибор используетс  как миллиамперметр, и устанавливают силу тока вращением ручки токового реостата RT так, чтобы стрелка указательного прибора установилась на делении 6% Н2.

При установке переключател  в положение, при котором указательный прибор Г включаетс  в диагональ моста через градуировочный реостат г , этот прибор используетс  в качестве указател  содержани  водорода в газе.

Приемник /// газоанализатора выполнен (фиг. 2) в виде блока /, в котором образованы камеры 2 дл  помещени  сопротивлений Rz и мостика Уитстона, омываемых исследуемым газом, и камеры 3 дл  помещени  сопротивлений Ri и Rs мостика, наход щихс  в эталонном газе. Сопротивлени  Ri и Rs помещены в камерах 3 в герметически закрытых газонепроницаемых трубках 4, омываемых дл  уменьщени  инерционности газоанализатора исследуемым газом, а сопротивлени  и помещены в открытых трубках 5. Камеры 2 соединены с выводными каналами 6, имеющими такой диаметр, чтобы обеспечивалс  в требуемый промежуток времени заход в них анализируемого газа путем диффузии, без принудительного его прокачивани .

Блок-приемник снабжен съемным фильтром 7 с натронной известью.

через который анализируемый газ поступает в камеры 2 н 3 путем диффузии.

Дл  того чтобы иметь возможность принудительно прокачивать анализируемый газ через камеры 2 и 3, блок-приемник может быть снабжен насаживаемой на фильтр 7. съемной камерой 8, имеющей трубку 9 (дл  подвода анализируемого газа) и трубку 10 (дл  его отвода) (фиг- 3).

Дл  улучшени  циркул ции анализируемого газа в камерах 2 и 5 блока-приемника, они соединены между собой симметрично расположенными каналами // (фиг. 4).

Нулевой реостат,/,, токовый реостат R, переключатель К, компенсационное сопротивление /.с, градуировочное сопротивление R и указательный прибор Г монтированы на панели-// управлени  (фиг. 1).

В зависимости от условий работы газова  смесь может поступать из окружающей атмосферы в приемник /// либо лепосредственно диффундиру  через фильтр 7, либо путем прокачивани  через дополнительную камеру 8, плотно надеваемую на фильтр 7 приемника.

Указанна  камера 8 может быть использована и дл  проверки нул  .прибора (в услови х эксплоатации) путем пропускани  кислорода из баллона.

В этом случае анализируема  газова  смесь Поступает через приемную трубку 9 .камеры 8; пройд  через фильтр 7, очищающий газовую смесь от COj, во избежание искажени  показаний прибора, так как теплопроводность СО2 отлична от теплопроводности Нд, газ попадает в газовые камеры 2 и 3, омыва  сопротивлени  Rz и R.

В зависимости от условий работы возможны два способа использовани  газонализатора: 1) вынос приемника иа раздвижном щтоке дл  непосредственного измерени  водо-рода в газовой смеси; 2) непосредственное прокачивание анализируемой газовой смеси. При первом способе необходимо сн ть раздвижной

щток крыщки корпуса газоанализатора и укрепить на нем блок-приемни:К . Камера 8 приемника тогда не примен етс , и газова  смесь диффундирует непосредственно через фильтр 7. Дл  этого приемник вноситс  на штоке в зону, где необходимо произвести замер.

При втором способе следует плотно насадить камеру S на установленный в стойке приемник .3. На трубки 9 и 10 камеры 8 надеваютс  резиновые щланги, один из которых снабжен резиновой грушей.

Входной шланг следует внести в место вз ти  пробы и прососать исследуемый воздух через приемник, спокойно нажима  грушу. На каждый метр длины приемной трубки следует делать по п ть нажимов груши и, прекратив просасывание, сделать отсчетИзмерение необходимо повторить, предварительно проверив силу тока. Ввиду того, что в полевых услови х не может быть чистого воздуха без примесей, необходимо провер ть нулевую точку прибора, пропуска  чистый кислород. Дл  этого на один из патрубков камеры 8 надеваетс  шланг, соединенный с кислородным баллоном. Кислород пропускаетс  через прибор под давлением в пределах от 20 до 70 мм вод ного столба. Эту же операцию можно выполнить, вынос  приемник на раздвижном штоке.

Перед началом проверки нужно включить ток, включив прибор Г через компенсационное сопротивление , и проверить силу тока прибора; затем необходимо перевести переключатель, включив прибор через градуировочное сопротивление, пропускать кислород в течение 1- 2 минут и установить стрелку прибора Г на деление шкалы, руководству сь данными таблицы поправок, с учетом температуры окружающего прибор воздуха.

Предмет изобретени 

Claims (5)

1. I. Электрический газоанализатор, дл  определени  содержани  водо303

   № 67828

   рода в газах, основанный на сравнении теплопроводности исследуемого газа с теплопроводностью эталонного газа и имеющий блок-приемник , в камерах которого помещены сопротивлени , включенные в мостик Уитстона, одна пара которых омываетс  анализируемым газом , а втора  помещена в эталонный газ, отличающийс  тем, что камеры блока-приемника, предназначенные дл  помещени  сопротивлений мостика Уитстона, соединены с выводными каналами такого диаметра, чтобы обеспечивалс  в требуемый промежуток времени заход анализируемого газа в камеры за счет диффузии, без принудительного прокачивани .
2. 2. Электрический газоанализатор по п. 1, от л ич аю щ и й.с  тем, что дл  возможности принудительного прокачивани  анализируемого газа через камеры блока-приемника , последний снабжен насаживаемой на фильтр блока съемной камерой с подвод щей и отвод щей анализируемый газ трубками.
3. 3 Электрический газоанализатор JJO п. п- 1-2, отличающийс  тем, что, с целью уменьщени  инерционности газоанализатора, помещенные в эталонном газе сонротивлени  мостика Унтстона заключены в герметические газонепроницаемые трубки, омываемые анализируемым газом.
4. 4.Форма выполнени  электрического газоанализатора по п. п. 1-3, отличающа с  тем, что газовые и эталонные камеры блока-приеМНика соединены между собой симметрично расположенными каналами .
5. 5.В электрическом газоанализаторе по п. н. 1-4 применение дополнительных компенсационных сопротивлений в цепи мостика Уитстона , предназначенных дл  контрол  силы тока в цепи моста и дл  компенсации температурных погрещностей .

   Фиг. 1