SU935772A1

SU935772A1 - Device for checking combustible gas mixture component concentration

Info

Publication number: SU935772A1
Application number: SU802987409A
Authority: SU
Inventors: Олег Васильевич Адылшин; Юрий Иванович Арутюнов
Original assignee: Андижанское Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Всесоюзного Объединения "Союзнефтеавтоматика"
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1982-06-15

Description

1one

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быту использовано при разработке анализа- торов концентраций компонентов смесей горюч(х газов с воздухом.The invention relates to analytical instrumentation and can be used everyday in the development of analyzers of the concentrations of components of combustible mixtures (x gases with air.

Известны устройства дл газового анализа, использующие в качестве чувствительных элементов термокаталитические датчики.Gas analysis devices are known that use thermocatalytic sensors as sensitive elements.

Общим недостатком этих устройств вл етс трудоемкость анализа компонентов состава смесей газов вследствие интегральной чувствительности термокаталитических датчиков ко всем горючим газам. Кроме того, эти устройства характеризуютс низкой точностью анализа суммарных концентраций при контроле смесей вследствие различи теплового эффекта сгорани , диффузионных и тепловых свойств, различной активности катализатора к индивидуальным газам и др.A common disadvantage of these devices is the complexity of analyzing the components of the composition of gas mixtures due to the integral sensitivity of thermal sensors to all combustible gases. In addition, these devices are characterized by low accuracy of analysis of total concentrations in the control of mixtures due to differences in the thermal effect of combustion, diffusion and thermal properties, different activity of the catalyst to individual gases, etc.

Известен газоанализатор, содержащий запоминающее устройство, термокаталитический датчик, подключенный к измерительной схеме через ключ, устройство вычитани сигналов, входы которого подключены к измерительной схеме и запоминающему устройству , генератор, выход которого подключен к входам управлени ключа и запоминающего устройства, устройство дифференцировани логарифма сигнала , вход которого подключен к измерительной схеме 1.A gas analyzer containing a memory device, a thermocatalytic sensor connected to the measurement circuit via a key, a signal reading device, whose inputs are connected to the measurement circuit and a storage device, a generator whose output is connected to the control inputs of the key and storage device, a device for differentiating the logarithm of the signal, the input is known which is connected to the measuring circuit 1.

Однако этот газоанализатор не обладает достаточной чувствительностью к компонентам многокомпонентных смесей.However, this gas analyzer does not have sufficient sensitivity to the components of multicomponent mixtures.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство контрол концентраций компонентов смеси горючих газов, содержащее размещенные в реакционных камерах термокаталитические чувствительные элементы, включенные в измерительные схемы через импульсные регул торы режимов работы , вычислительное устройство, св занное с измерительной схемой 2. Однако это устройство также не обладает высокой точностью. Цель изобретени - повышение точ ности измерений, Эта цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем размещенные в реакционных камерах термокаталитические чувствительные элементы, включенные в измерительные схемц че рез импульсные регул торы режимов работы, вычислительное устройство, св занное с измерительной схемой, реакционные камеры имеют различные объемы, а отношени площади сечени ,к длине у реакционных камер равны. у- const, где S - площади сечени реакционных камер, L - длины реакционных камеры На чертеже приведен один из воз можных вариантов устройства. Два идентичных термокаталитических элемента 1 и 2 размещены на дне реакционных камер 3 и соответственно , размеры которых удовлетвор ю соотношению S- - площади поперечного .сечени камер 3 и Ц - длины камер 3 и. Температура элементов 1 и 2 поддерживаетс посто нной путем регули ровани напр жени питани мостов, состо щих из термокаталитических элементов 1 и 2 и резисторов , с помощью усилителей 11 и 12 обратной св зи, выходы которых подключен к мостам, содержащим термокаталитические элементы 1 и 2, а диагонали мостов подключены к входам усилителей 11 и 12 таким образом, что обра зуютс две замкнутые системы авторе гулировани температуры элементов 1 и 2. , Ключи 13 и 1, управл емые генер тором 15, подключены так, что при и срабатывании импульсом генератора происходит замыкание резисторов 7 и 8. PeHepaTopi:15 с ключами 13 и 14 и усилители Т и 12, вл сь импуль ными регул торами режимов работы, образуют две цепи импульсного регу 9 4 лировани температуры чувствительных элементов, К выходам усилителей П и 12 подключена измерительна схема 16, к выходу которой подключено вычислительное устройство 17, вход запуска которого подключен к выходу генератора. Работой устройства управл ет генератор 15 импульсом которого замыкаютс ключи 13 и Н и останавливаетс вычислительнде устройство. При замыкании резисторов 7 и 8 происходит охла ; дение термокаталитических элементов 1 и 2, прекращение термокаталитической реакции на их поверхности и заполнение анализируемыми компонентами горючих газов камер 3 и за счет охлаждени газа и естественной диффузии. Через врем , достаточное дл достижени равенства концентраций в реакционной камере и окружающей среде, сигналом генератора происходит размыкание ключей 13 и 1 и включение вйчислительного устръйствэ«- Это приводит к импульсному увеличению температуры чувствительных элементов 1 и 2. Изме ительным прибором фиксируетс разность сигналов от ермокаталитичеСких элементов, а вычислительным устройством анализируетс разность сигналов переходного процесса в камере 3 и 4. Величины резисторов выбираютс такими , чтобы при отсутствии анализируемого газа и его присутствии в установившемс режиме сигналы с мостов с чувствительными элементами 1 и 2 равны, Раамеры реакционных камер удовлетвор ют соотношени м S-f Si tr где S ; площадь сечени первой и второй реакционных камер; длины первой и второй реакционных камер. Реша с помощью вычислительного устройства задачу по зависимости от времени разности выходных сигЧ1алов от термокаталитических элементов 1 и 2, определ етс концентраци компонентов анализируемого газа. В предлагаемом устройстве особенно эффективно примен ть идентичные элементы с равными температурными режимами дл получени одинаковойClosest to the invention is a device for monitoring the concentrations of components of a mixture of combustible gases, containing thermal catalytic sensors placed in reaction chambers, included in measurement circuits through pulse controllers of operating modes, a computing device associated with measurement circuit 2. However, this device also does not have high precision. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. This goal is achieved by the fact that in a device containing thermocatalytic sensing elements placed in reaction chambers that are included in measuring circuits through pulse modulators of operating modes, the computing device associated with the measuring circuit has reaction chambers the different volumes, and the ratios of the cross-sectional area, to the length of the reaction chambers are equal. y-const, where S is the cross-sectional area of the reaction chambers, L is the length of the reaction chamber. The drawing shows one of the possible variants of the device. Two identical thermocatalytic elements 1 and 2 are placed at the bottom of the reaction chambers 3 and, respectively, whose dimensions satisfy the S- ratio of the cross-sectional area of chambers 3 and C are the lengths of chambers 3 and. The temperature of elements 1 and 2 is kept constant by adjusting the supply voltage of bridges consisting of thermo-catalytic elements 1 and 2 and resistors using feedback amplifiers 11 and 12, the outputs of which are connected to bridges containing thermo-catalytic elements 1 and 2, and the diagonal of the bridges are connected to the inputs of amplifiers 11 and 12 in such a way that two closed systems for controlling the temperature of elements 1 and 2 are formed. Keys 13 and 1, controlled by a generator 15, are connected so that when an impulse is triggered PehepaTopi: 15 with keys 13 and 14 and amplifiers T and 12 are closed, being pulse controllers of operating modes, form two circuits of pulse control 9 4 temperature sensing elements, the outputs of amplifiers P and 12 are connected circuit 16, to the output of which the computing device 17 is connected, the start input of which is connected to the output of the generator. The operation of the device is controlled by the generator 15 whose pulse closes the keys 13 and H and stops the computational device. When the closure of the resistors 7 and 8 is cooled; thermocatalytic elements 1 and 2, termination of the thermocatalytic reaction on their surface and filling the chambers 3 with the analyzed components of the combustible gases and by cooling the gas and natural diffusion. After a time sufficient to achieve equal concentrations in the reaction chamber and the environment, the signal of the generator opens the keys 13 and 1 and switches on the computational device. ”- This causes a pulse increase in the temperature of the sensitive elements 1 and 2. and the computing device analyzes the difference between the transition signals in chambers 3 and 4. The values of the resistors are chosen so that, in the absence of an analysis the steady gas and its presence in the steady state signals from bridges with sensitive elements 1 and 2 are equal, the raamers of the reaction chambers satisfy the relations S f Si tr where S; the cross-sectional area of the first and second reaction chambers; the lengths of the first and second reaction chambers. Solving, using a computing device, the problem of the time dependence of the difference in output signals from thermocatalytic elements 1 and 2, the concentration of the components of the analyzed gas is determined. In the proposed device, it is especially effective to use identical elements with equal temperature conditions for obtaining the same

Claims

Claim

A device for monitoring the concentration of components of a mixture of flammable gases, containing thermocatalytic sensitive elements located in reaction chambers 935772 included in the measuring circuits via pulse regulators of operating modes, a computing device associated with the measuring circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, reaction chambers have different volumes, and the ratios of the cross-sectional area to length of the reaction chambers are equal.