SU787973A1

SU787973A1 - Sensitive element for thermocatalytic sensor

Info

Publication number: SU787973A1
Application number: SU782637585A
Authority: SU
Inventors: Валентин Алексеевич Цибизов; Михаил Петрович Чубуков; Виктор Иванович Вяткин; Сергей Федорович Захаров; Роберт Борисович Гренадер; Сергей Иванович Широченский
Original assignee: Всесоюзное Научно-Производственное Объединение "Союзгазавтоматика"; Институт Проблем Комлексного Освоения Недр Ан Ссср
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, а точнее к термокаталитическим датчикам, и может быть использовано дл контрол взрывоопасности смесей предельных углеводородов, составл ющих нефтегазовую среду с воздухом. Известно устройство дл контрол взрывоопасности горючих газов в атмосфере , представл ющее собой однокамерный термохимический датчик, состо щий из двух идентичных чувствительных элементов з виде окисно-алюминиевых цилиндров. Один цилиндрик каталитически активный, другой - пас сивный. На каталитически активном цилиндрике происходит беспламенное сжигание горючей составл ющей анализируемой атмосферы, а полученный тепловой эффект в сравнении с пассивным цилиндром оцениваетс с помо щью электрической мостовой схемы i Однако известному устройству сво ственна больша погрешность при опр делении концентрации, например, пре дельных углеводородов в процентах от нижнего предела воспламенени (НПВ), что объ сн етс различным тепловыделением при сжигании углеводородов в одинаковых концентраци х от НПВ на каталитически активном элементе. Указанный недостаток можно устра-, нить, выбрав определенную геометрическую форму каталитически активного (чувствительного) элемента и определенную длину участка элемента, на которую намотана нагревательна спираль . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс чувствительный элемент термокатгшитического датчика/ выполненный в виде полого цилиндрика из Tf-окиси алюМИНИН , на поверхность которого нанесена смесь платины и паллади и уложена платинова нагревательна спираль 2 . Недостатком датчика с такими размерами вл етс больша погрешность контрол взрывоопасности нефтегазовых смесей (около +18%). Это объ с-. н етс тем, что распреде.пение температуры по длине цилиндрика не вл етс оптимальным с точки зрени минимума погрешности контрол довзрывных концентраций нефтегазовых сред. Цель изобретени - повышение точности контрол степени взрываемости горючих нефтегазовых смесей.The invention relates to analytical instrumentation, and more specifically to thermal catalytic sensors, and can be used to control the explosion hazard of mixtures of saturated hydrocarbons that make up the oil and gas environment with air. A device is known for controlling the explosion hazard of combustible gases in the atmosphere, which is a single-chamber thermochemical sensor consisting of two identical sensitive elements in the form of oxide-aluminum cylinders. One cylinder is catalytically active, the other is passive. On the catalytically active cylinder, flameless combustion of the combustible component of the analyzed atmosphere occurs, and the thermal effect obtained is compared with the passive cylinder using an electric bridge circuit. However, a known device has its own large error when determining the concentration of, for example, limiting hydrocarbons as a percentage of lower flammability limit (LEL), which is explained by different heat release when hydrocarbons are burned at the same concentration from the LEL to catalytically tive element. This disadvantage can be eliminated by selecting a certain geometrical shape of the catalytically active (sensitive) element and a certain length of the portion of the element on which the heating coil is wound. The closest in technical essence to the invention is a sensitive element of a thermocouple sensor / made in the form of a hollow cylinder of Tf-oxide aluminin, on the surface of which a mixture of platinum and palladium is applied and a platinum heating coil 2 is laid. The disadvantage of a sensor with such dimensions is the large error in controlling the explosion hazard of oil and gas mixtures (about + 18%). This is about s-. This is due to the fact that the distribution. The temperature difference along the length of the cylinder is not optimal from the point of view of the minimum of the error in the control of pre-burst concentrations of oil and gas media. The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling the degree of explosiveness of combustible oil and gas mixtures.

Поставленна цель достигаетс тем что отношение длины элемента к его наружному диаметру р,:.вно 1,67-2,5, длина участка элемента, покрытого нагревательной спиралью, составл ет 0,31-0,33 его общей длины, а внутренний диаметр равен 0,36-0,4 внешнего.The goal is achieved by the fact that the ratio of the length of the element to its outer diameter p,: 1.67-2.5 is clear, the length of the section of the element covered with a heating coil is 0.31-0.33 of its total length, and the internal diameter is 0,36-0,4 external.

На чертеже представлена конструкци чувствительного; элемента термокаталитического датчика.The drawing shows the sensitive design; element thermocatalytic sensor.

Предлагаемый чувствительный элемент датчика, изготовлен в форме полого цилиндрика из -у токиси алюмини , его размеры: наружный диаметр О,- 1,1 мм, внутренний d - 0,4 мм, полна длинаL 2,0 мм.Дл прида-ки цилиндрику каталитических свойств на него химическим путем нанесена смесь платины и паллгзди (Pt 1% и Pd 2% от веса цилиндрика). На цилиндрике снаружи нарезана резьба с шагом 0,16 мм, в которую уложено 5 витков платиновой проволоки диаметром 0,02 мм. Таким образом, длина t участка элемента покрытого нагревательной спиралью составл ет 0,64 мм.The proposed sensor element, is made in the form of a hollow cylinder of aluminum oxide, its dimensions are: outer diameter О, - 1.1 mm, internal d - 0.4 mm, full length L 2.0 mm. For addition catalytic cylinders chemical properties of a mixture of platinum and palgzdi (Pt 1% and Pd 2% by weight of the cylinder). On the outside of the cylindrical thread is cut with a pitch of 0.16 mm, in which 5 turns of platinum wire with a diameter of 0.02 mm have been laid. Thus, the length t of the region of the element covered with a heating coil is 0.64 mm.

Платинова проволока одновременно выполн ет функции катализатора, нагревател и термометра сопротивлени . Пропускаемый ток, равный 0,135 А, при напр жении на мостовой схеме, равной 5 В, нагревает среднюю часть элемента до температуры, при которой происходит диффузионное окисление метана, т.е. 450с. Меньша температура не дает возможностиThe platinum wire simultaneously performs the functions of a catalyst, heater, and resistance thermometer. A passing current of 0.135 A, with a voltage across the bridge circuit of 5 V, heats the middle part of the element to a temperature at which diffusion oxidation of methane occurs, i.e. 450s Less temperature makes it impossible

окисл ть метан, а больша может привести к перегоранию проволоки.oxidize methane, and large can cause wire to burn out.

При контроле нефтегазовых сред предлагаемый чувствительный элемент снижает погрешность по сравнению с известным почти в два раза.When monitoring oil and gas environments, the proposed sensing element reduces the error compared to the known one by almost two times.

Разработка газоаналитической аппаратуры на базе предлагаемого чувствительного элемента позвол ет примен ть их дл управлени газовым режимом взрывоопасных объектов многих отраслей промышленности.The development of gas analytical equipment on the basis of the proposed sensitive element allows them to be used to control the gas regime of explosive objects in many industries.

Claims

1. USSR author's certificate No. 269566, cl. G 01 N 25/30, 1972.

2. USSR author's certificate cl. G 01 N 25/32, 1970 (prototype).

.......;, -. four---