SU744299A1 - Газоанализатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к газоаналитичес сим приборам автоматического контрол  газовоздушных сред, примен е мым в геологии, угольной и газовой промышленност х, горноспасательной технике. Известен термохимический анализатор горючих газов, содержащий активный и компенсационный термоэлементы в обособленных измерительных мостах, включенных непосредственно в коллекторную цепь оконечного каскада усилител  переменного тока, на вход которо го через трансформатор подан сигнал разбаланса моста 1. Недостаток указанного анализатора зак.71ючаетс  в малой устойчивости устройства и пониженной точности измерени  при дистанционном выносе термоэлементов датчика.Повышенный ра ход мощности на плечевых резисторах измерительных мостов и питание от ис точника напр жени  с малым внутренни Сопротивлением снижают искробезопасность устройства. Цель изобретени  - повышение усто чивости и точности измерени при дистанционном выносе датчика, а такж снижение потребл емой мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем/ что газоанализатор дополнительно содержит автономный источник переменного напр жени ,в каждую из цепей регулировани  введены последовательно соединенные синфазный детектор и усилитель посто нного -тока, причем вход каждого из синфазных детекторов подключен к выходу соответств ВДего усилител  переменного напр жени , а выход каждого из усилителей посто нного тока и выход автономного источника переменного напр жени  подключены к питающей диагонали соответствующего измерительного моста. Смежные плечи измерительных мостов выполнены в виде полуобмоток дифференциального трансформатора. На фиг. 1 представлена блок - схема газоанализаторов; на фиг,2 - электрическа  принципиальна  схема. Газоанализатор содержит камеру 1 сгорани , сравнительные резисторы 2 и 3, дифференциальные трансформаторы 4 и 5, усилители 6 и 7 переменног го напр жени , синфазные детекторы 8 и 9, усилители 10 и 11 посто нного тока, конденсаторы 12 и 13, трансформатор 14, автономный источник 15 переменного напр жени , источник 16 питани  посто нного тока, индикатор i/. В камере 1 сгорани  размещены активный термоэлемент 18 и компенсационь ьг термоэлемент 19,

Газоанализатор с;остоит из двух симметричных измерительных цепей переменного тока, соответственно относ щихс  к активному 18 и компенсационному 19 измерительным термоэлементам .

Кажда  из измерительных цепей представл ет собой мост, в смежные плечи которого включены полуобмотки соответствующего дифференциального трансформатора 4 (5), выдел ющего сигнал разбаланса этого моста, Други плечи моста составлены термоэлементо 8 (19) и одним из сравнительных резисторов 2 (3). Величина разбаланса зависит как от соотношени  резисторо 18 (19) и 2 (3), так и от амплиту,цы переменного напр жени  повьлдюнкой частоты, подаваемого через трансформатор 4 (5) на измерительный мост от автономного источника 15„ Сигнал разбаланса, усиленный усилителем 6 (7) переменного напр жени , подаетс  на вход синфазного детектора 8 (9), который преобразует переменное напр жение в посто нное и осуществл  слежение за фазой этого напр жени , подаваемого на вход усилител  10 (11 посто нного тока. С выхода усилител  10 (11) посто нного тока-напр жение пропорциональное величине разбаланса подаетс  к питающей диа.го -1али измерительного моста, разогрева  термоэлемент 18 (19) до требуемой теыпе- .ратуры.

Таким образом, напр женке посто нного тока, накал ющее, термоэлемент, однозначно зависит от-сигнала разбаланса моста, а следовательно, при заданном значении сравнительного резистора 2 (3) от величины сопротивлени , а значит и от температуры термоэлемента 18, изменение которого вызывает пропорциональное изменение накального напр жени  таким образом, что возникает отрицательнгг  обрггтна  св зь по контролируемому параметру термоэлемента.

Наличие отрицательной обратной св зи позвол ет поддерживать темпера туру термоэлемента на неизменном уровне при любЫ1- возмущени х на термоэлемент ,

,Цл  исключени  вли ни  на нагрев термоэлемента переменного напр женки автономного источника 15 а ллитуда последнего выбираетс  на пор док ниже накального, снимаемого с усилител  10 (11) посто нного тока.

Посто нный ток накала,- проход  по встречно включенным обмоткам дифферециального трансформатора 4 (5), не оказывает Бпи ние на измерительных мостов по переменной составл ющей напр жени . И1унтирование конденсатором 12 (13) выхода усилител  10 (11) посто ннох о тока устран ет вли ние внутреннего сопротизлени  усилител  на амплитуду сигнала переменного напр жени , подаваемого на измерительную цепь с автономного источника 15 переменного напр жени ,,

В случае дистанционного выноса датчика , когда в плечи измерительного моста подключена длинна  лини  с распределенными параметрами, прохождение сигнала посто нного тока по ней не вызывает дополнительных возмущений, мешающих работе устройства. Тем более что на выходе усилител  б (7) переменного напр жени  включен синфазный детектор 8 (9), имеющий большую инерционность (т: 0,1-0,15 с ), Это инерционное звено срезает все высокочастотные составл ющие сигнала разбаланса , исключа  возможность возбуждени  системы измерени .

Включение в плечи измерительной цепи вместо сравкисельных резисторов полуобмоток трансформатора позвол ет снизить потребл емую измерительными цеп ми мощность накала.

Газоанализатор, выполненный по предлагаемой электрической схеме, работает следующим образом.

Подачей питающего напр жени  запускаетс  источник переменного напр жени  15, в результате чего на выходе измерительной цепи на вторичной обмотке трансформатора 4 (5) возникае переменное напр жение разбаланса, определ емое несоответствием сопротивлений сравнительного резистора 2 (3) и термоэлемента 18 (19), который находитс  в холодном состо нии и имеет малое сопротивление. Поступившее на измерительную цепь с усилител  10 (11) посто нное напр жение накал ет термоэлемент до Т€;мг ературы, определ емой величиной резистора 2 (3), Аналогично происходит нагрев и компенсационного термоэлемента 19, имеющий отдельную цепь регулировани  и предназначенного дл  снижени  погрешности измерени , вызываемой изменением параметров окружающей сре.цы. При по влении в измер емой газовоздушной среде анализируемого газа температура активного термоэлемента 18 в результате , например - термокаталитического горени  на нем газа стремитс  превысить заданный уровень, в то врем  как температура компенсационного термоэлемента остаетс  неизменной. Это приводит к снижению переменного напр жени  разбаланса измерительной цепи, снимаемого с трансформатора 4 (5) и св занного с ним посто нного / напр жени  накала снижа  температуру активного термоэлемента 18 до прежнего значени .

Claims (2)

1. Термоэффект каталитического горени газа на активном термоэлементе 18 эквивалентен изменению протекающего чере  термоэлемент тока накала, по величине которого суд т о концентрации газа. Индикатор 17, измер ющий разность накальных напр жений активно го 18 и компенсационного 19 измерительных термоэлементов, градуируетс  непосредственно в единицах измерени  концентрации газа. Предлагаемый газоанализатор отличаетс  малой инерционностью процесса термокаталического преобразовани  анализируемого газа, повышенной точностью измерени  при дистанционном выносе датчика и малой потребл емой измерительными мостами мощностью. Формула изобретени  , 1. Газоанализатор, содержащий акти вный и компенсационный термоэлементы датчика, соединенные через обособлен ные измерительные мосты с j усилител м переменного напр жени  замкнутой сие темы автоматического регулировани  баланса мостов, отличающий с   тем, что, с целью повышени  устойчивости и точности измерени  пр дистанционном выносе датчика, газоанализатор дополнительно содержит автономный источник переменного напр жени , а в каждую из цепей регулировани  введены последовательно соединенные синфазный детектор и усилитель посто нного тока, причем вход каждого из синфазных детекторов подключен к выходу соответствующего усилител  переменного напр жени , а выход каждого из усилителей посто йного токаи выход автономного источника переменного напр жени  подключены к питающей диагонали соответствующего измерительного моста.
2. 2. Газоанализатор по п. 1, о т л ичающийс   тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности, два смежных плеча измерительных мостов выполнены в виде полуобмоток дифференциального трансформатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство .СССР № 273507, кл. G 01 N 25/32 1968 ( прототип).

   Фиг./