SU890210A1 - Газоанализатор - Google Patents

Description

(54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР

I

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению, а именно к газоаналитическим приборам, и может быть использовано , в частности, при создании тепловых газоанализаторов.

Известен газоанализатор по теплопроводности , который содержит измерительную мостовую схему, состо щую из измерительных и сравнительных (заключенных в ампулы с газом, соответствующим по составу началу щкалы) термочувствительных элементов, и сравнительную мостовую схему, в плечах которой наход тс  термочувствительные элементы , заключенные в ампулы с газом, соответствующим по составу началу и концу щкалы. Наличие сравнительного места позвол ет скомпенсировать некоторые погрещности измерени  1.

Но такое устройство не защищено от вли ни  такого важного фактора как наличие неизмер емых компонентов в анализируемой смеси.

Вли ние неизмер емых компонентов устран етс  в газоанализаторе, в котором в сравнительной мостовой схеме по крайней мере один из чувствительных элементов выполнен открытым и помещен в ту же газовую

среду, что и чувствительные элементы измерительного моста, но очищенную от измер емого компонента 2.

Существенным недостатком обоих описанных устройств  вл етс  нелинейность выходного сигнала (5н.). что затрудн ет его использование в устройствах автоматики , телемеханики и обработки информации .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  газоанализатор, содержащий по трак10 ту измерени  содержани  водорода в анализируемой газовой смеси подсоединенную к источнику питани  мостовую измерительную схему с измерительными и сравнительными (заключенными в запа нные ампулы с газом, соответствующим по составу началу щкалы) термочувствительными элементами , соединенный с этой схемой через устройство преобразовани  сигнала измеритель. В устройстве преобразовани  сигнала производитс  нормирование, усиление, линеаризаци , основанна  на принципе кусочно-линей20 ной апроксимации, сигнала, поступающего с датчика. Остаточна  нелинейность сигнала 5н. .«0,5% 3.

Недостатком описанного газоанализатора  вл етс  наличие устройства линеаризации характеристики выходного сигнала датчика , имеющего сложную электрическую схему , обладающую большой трудоемкостью изготовлени  и настройки, причем настройка производитс  индивидуально дл  выходной характеристики каждого датчика и требует периодической проверки и корректировки в процессе эксплуатации. Наличие сложной электронной схемы влечет за собой снижение надежности прибора в целом. Кроме того , устройство линеаризации требует специальных стабилизированных источников питани .

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности анализа при одновременном упрощении , снижении стоимости и улучшении технологичности.

Указанна  цель достигаетс  тем,, что в газоанализаторе, содержащем подсоединенную к источнику питани  мостовую измерительную схему с измерительным и сравнительным термочувствительными элементами, соединенный с этой схемой через устройство преобразовани  сигнала измеритель, имеютс  дополнительный регулируемый источник питани  и мостова  измерительна  схема , соединенна  в устройстве преобразовани  сигнала с сумматором через управл емый делитель, а на выходе мостовых измерительных схем установлены измерители нелинейности , соединенные через блок сравнени  с управл ющими входами делител  и дополнительного регулируемого источника питани .

Мостовые измерительные схемы в предлагаемом устройстве обладают различной нелинейностью выходных сигналов при однозначной зависимости каждого из них от концентрации измер емого компонента анализируемой газовой смеЬи.

Различна  нелинейность сигналов достигаетс , например, за счет различи  в режимах питани  мостовых схем, в частности UHHT. (Нч.э.) const дл  одного моста и 1пит. (Нч.э) const дл  другого моста. Здесь UnuTIHUT - соответственно напр жение и ток питани  термочувствительных элементов; Яц.э,- сопротивление термочувствительных элементов. Известно, что относительна  нелинейность сигнала в режиме ипит.(Кчз) const не превышает 10%, а в режиме 1пит. (Кцз) const достигает 25%.

На фиг. 1 изображена функциональна  блок-схема газоанализатора; на фиг. 2 - кривые, иллюстрирующие процесс линеаризации характеристики выходного сигнала в устройстве преобразовани  сигнала.

Газоанализатор содержит стабилизированный 1 и регулируемый 2 источники питани  мостовых измерительных схем 3, 4, измерители нелинейности 5, 6, блок сравнени  7, управл емый делитель 8, сумматор 9. Управл емый делитель 8 и сумматор 9 образуют устройство преобразовани  сигнала 10, выход которого подключен к измерителю 11. На фиг. 2 крива  12 представл ет собой характеристику выходного сигнала ивых.2 мостовой схемы 4, крива  13 - характеристику выходного сигнала УВЫХ. мостовой схемы 3; крива  14 - характеристику сигнала Ug(,,jj2 после делител  8; 15 - характеристика результирующего сигнала Upes

ивы -UbblXiв предлагаемом газоанализаторе мостовые схемы 3, 4 наход тс  в различных режимах питани  чувствительных элементов. За счет этого в произвольно выбранной точке диапазона измерени  отклонени  характеристик выходных сигналов мостовых схем 3, 4 UBUXI и ивых2 от линейного закона (нелинейности ) Д I и Дъ соответственно, таковы, что - 4 Выходные сигналы мостовых схем 3,4 подаютс  на измерители нелинейности 5, 6 соответственно и в устройство

преобразовани  сигнала 10. С измерителей нелинейности 5, б информаци  о величине нелинейностей Л| и z поступает в блок сравнени  7, выдающий управл ющий сигнал на регулируемый источник питани  2 и на управл емый делитель 8. Под действием управл ющего сигнала с блока сравнени  7 регулируемый источник 2 создает режим питани  чувствительных элементов мостовой схемы 4, обеспечивающий оптимальное различие характеристик выходных сигналов Ugtixi и Uebixi- На управл емом делителе 8 устанавливаетс  коэффициент делени  К. Преобразованный на делителе 8 сигнал ивых.г KUebaz имеет характеристику 14, у которой нелинейность в произвольно выбранной точке А2 Д. После

сумматора 9 получают сигнал Upes. Uewxi- UBbu.2 (при условии, что Д1 и А 2 одного знака; если режимы питани  мостовых схем тактовы, что Л| и А 2 имеют разные знаки, Uptj. Uftbixi + Овыха, например, за счет

« сочетани  режимов питани  мостовых схем 3 4 Unm. (Кчз) const и Кч.э. (С) const, где С - концентраци  анализируемого компонента газовой смеси), характеристика 14 которого практически линейна, что отвечает требовани м, предъ вл емым к унифицированным сигналам. Например при величинах в конце диапазона измерени - Ugbix (200 мВ и ивых2 400мВ и , мВ при остаточной нелинейности 8 „ 0,2%. Предлагаемое устройство позвол ет без применени  сложных электронных схем дл  преобразовани  выходных сигналов получить результирующий сигнал с практически линейной характеристикой, удовлетвор ющей требовани м, предъ вл емым к унифицированным сигналам ГСП по ГОСТ 9895-

69, пригодным дл  работы в сочетании с устройствами обработки информации и автоматического управлени  технологическими процессами. Остаточна  нелинейность в

несколько раз меньше, чем в известных устройствах . Блочно-функциональна  и принципиальна  электрическа  схемы предлагаемого устройства просты, что обеспечивает выигрыш в стоимости, трудоемкости изготовлени , надежности, габаритах и вес газоанализатора .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 268745, кл. G 01 N 25/18, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 326499, кл. G 01 N 25/32, 1970.

3.Система газоаналитическа  АСГА-К. Руководство по эксплуатации АПИ 2.950.002 РЭ, СКВ АГС, Смоленск, 1976, с. 10 (прототип ).

.

//

IA7

«« .J

Ulbix.

иг.&