SU817565A1

SU817565A1 - Sensitive element of combustible gases

Info

Publication number: SU817565A1
Application number: SU782685503A
Authority: SU
Inventors: Владимир Яковлевич Сивченко; Виктор Георгиевич Морозов; Светлана Николаевна Зиберова; Николай Иванович Романенко
Original assignee: Днепропетровский Отдел Всесоюзногонаучно-Исследовательского Институтагорноспасательного Дела
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1981-03-30

Description

Изобретение относитс к газовому анализу и может быть использовано дл определени горючих газов. Известен чувствительный элемент термохимического датчика, представл ющий собой цилиндрическое тело носител катализатора с одним или более продольными каналами, в которые ввод тс платиновые спирали термометров нагревателей, заполненные скрепл ющей массой из окиси алюмини 1. Наиболее близким к предлагаемому вл етс чувствительный элемент горю чих газов, содержащий платиновую спи раль, покрытую каталитической массой и выполненной в форме полого цилиндра . Цилиндрик изУ-окиси алюмини . выполнен со следующими соотношени кш размеров: отношение длины цилиндрика к его наружному диаметру ргшно 1: (0,65-0,85), наружного диаметра к внутреннему - (2,8-3,2) :1, шага наметки спирали к диаметру наматываемой спирали - (2,5-3,5) :1 2. Существенным недостатком известны конструкций вл етс низка чувствительность на единицу потребл емой мощности, что не позвол ет их исполь зовать дл анализа микроконцентраций горючий-газов. Объ сн етс это тем, что известные чувствительные элементы имеют большую массу носител изза значительной толщины стенки цилиндра (450-500 мм), что требует больших затрат энергии на его нагрев.Дл повышени чувствительности таких элементов требуетс увеличение их габаритов (поверхности), что приводит к дополнительным затратам энергии на компенсацию растущих тепловых потерь, и увеличению их веса. Цель изобретени - повышение чувствительности на единицу потребл емой мощности чувствительным элементом Поставленна цель достигаетс тем, что чувствительный элемент горючих газов, выполненный в форме полого цилиндра , образованного платиновой спиралью , покрытой катешитической массой , отношение длины элемента к его наружному .диаметру равно 2,55-2,80, а внутренний диаметр равен 0,76-0,90 внешнего. При наиболее рациональном наружном диаметре d равном 0,5-1 мм, длина чувствительного элемента t может быть определена из соотношени Я : d 2,55 - 2,80, что соответствует максимсшьной чувствительности при минимальной потребл емой мощности.This invention relates to gas analysis and can be used to determine flammable gases. A sensing element of a thermochemical sensor is known. It is a cylindrical body of a catalyst carrier with one or more longitudinal channels into which platinum spirals of heaters thermometers are inserted, filled with an alumina-1 bonding mass. containing a platinum coil, covered with a catalytic mass and made in the form of a hollow cylinder. The cylinder is made of aluminum oxide. is made with the following ratios of dimensions: the ratio of the length of the cylinder to its outer diameter is 1: (0.65-0.85), the outer diameter to the inner diameter is (2.8-3.2): 1, the spacing of the hem to the diameter of the windable helixes - (2.5-3.5): 1 2. A significant drawback of the known constructions is the low sensitivity per unit power consumption, which does not allow them to be used for analyzing microconcentrations of combustible gases. This is explained by the fact that the known sensing elements have a large mass of the carrier due to the considerable thickness of the cylinder wall (450-500 mm), which requires a lot of energy for heating it. To increase the sensitivity of such elements, an increase in their dimensions (surface) is required, which leads to to additional energy costs to compensate for the growing heat losses, and an increase in their weight. The purpose of the invention is to increase the sensitivity per unit of power consumed by the sensing element. The goal is achieved by the fact that the sensitive element of combustible gases, made in the form of a hollow cylinder formed by a platinum coil coated with catechetical mass, is 2.55 2.80, and the internal diameter is 0.76-0.90 external. With the most rational outer diameter d equal to 0.5-1 mm, the length of the sensitive element t can be determined from the ratio I: d 2.55 - 2.80, which corresponds to the maximum sensitivity at the minimum power consumption.

Чувствительный элемент при оптимальней толщине стенок 50-60 мкм имеет внутренний диаметр d равный 0,76-0 ,90 внешнего.The sensing element with an optimal wall thickness of 50-60 μm has an internal diameter d equal to 0.76-0, 90 external.

На чертеже изображен чувствительный элемент, разрез, I Чувствительный элемент содержит спираль 1 из платиновой проволоки, на поверхность которой методом катафореза нанесена пленка 2 J- -окиси алюмини , покрыта слоем 3 платино-палладиевого катализатора.The drawing shows a sensitive element, a cut, I The sensitive element contains a spiral 1 of platinum wire, on the surface of which a film of J-α-alumina 2 is coated by cataphoresis and covered with a layer 3 of a platinum-palladium catalyst.

При включении чувствительного элемента в мостовую схему газоанализатора через нагревательную спираль 1 проходит ток, который создает на активированной поверхности 3 температуру , достаточную дл окислени горючих газов (например метана).When the sensitive element is switched on in the bridge circuit of the gas analyzer, a current flows through the heating coil 1, which creates on the activated surface 3 a temperature sufficient to oxidize combustible gases (for example, methane).

Теплообмен от нагревательного элемента к активированному носителю осуществл етс через неактивированное оксидное вещество. При по влении горючего газа в анализированной среде происходит его окисление на поверхности активированного носител чувствительного элемента с выделением тепла , величина которого пропорциональна концентрации горючего газа.Heat transfer from the heating element to the activated carrier is carried out through a non-activated oxide substance. When a combustible gas appears in the analyzed medium, it is oxidized on the surface of the activated carrier of the sensitive element with the release of heat, the value of which is proportional to the concentration of the combustible gas.

Сравнительна оценка характеристик чувствительных элементов, изготовленных по изобретению и известному техническому решению, позвол етA comparative assessment of the characteristics of the sensing elements manufactured according to the invention and the known technical solution allows

сделать вывод, что чувствительность на единицу потребл емой мощности по метану в 5 раз вь ле дл предлагаемых чувствительных элементов.to conclude that the sensitivity per unit of power consumption for methane is 5 times higher than for the proposed sensitive elements.

Использование изобретени позволит повысить стабильность работы чувствительных элементов за счет снижени рабочей температуры термосопро-. тивлени , а также в значительной степени упростить технологию их изготовлени .The use of the invention will make it possible to increase the stability of the operation of sensitive elements by reducing the operating temperature of the thermoprotector. as well as greatly simplify the technology of their manufacture.

Claims

1. USSR author's certificate No. 269565, cl. G 01 N 28/32, 1965.

2. USSR author's certificate number 219865, cl. G 01 N 25/32, 1963 (prototype).