Прибор для измерения концентрации газа

 

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА, содержащий гааовую камеру с подогреваемыми чувствительными элементами, предназначенными цпя и ерения газа по принципу теп лопроводности, включенными в измеритель ную схему, на выходе которой установлен измерительный усилитель,с обратными связями, отличающийся тем, что, с целью линеаризации выходного сигнала и повышен г 1 точности измереш1я .путем использования теплового действия тока полезного сигнала и изменения коэффициента усиления измерительного усилителя в зависимости от концентрации измеряемого газа, в газовую Кймеру введен дополнительный термоэлемент, вклю ченный в цепь обратной связи одного из каскадов измерительного усэдлителя. О1 tsd со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D 6 01 М 2 /14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3397531/l 8-25, (22) 06.01,82 (46) 07.11.83. Бюп. Ж 41 (72) И. П. йенкер и В. И. Журбенко (53) 543.27 (088.8) (S6) 1, Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М„

Энергия", 1978, с. 577-578.

2. Патент ФРГ М 2714040, кл. С; 01 N 27/14, опубпик. 1979 (прототип). (54) (57) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНЙЯ

КОН11ЕНТРАПИИ ГАЗА, содержаший газовую камеру с подогреваемыми чувствительными элементами, преднаэначенны»

„„SU„„1052975 А ми дпя измерения газа по принципу теп лопроводности, включенными в измеритель. ную схему, на выходе которой установлен измерительный усилитель с обратнымн связями, о т п и ч а ю шийся тем, что, с цепью пинеаризации выходного сиг нала и повышени (точности измерения путем использования теплового -действия тока полезного сигнала и изменения коэффициента усиления измерительного усипи» тели в зависимости от концентрации измеряемого газа, в газовую камеру введен дополнительный термоэпэмент, вкпю

1 ченный в цепь обратной связи одного иэ каскадов иэмеритепьного усилителя.

297 5

1 105

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть испопьзовано при разработке и конструировании газоанализаторов, предназначенных для исспедования или анапиза материалов путем измерения активного сопротивпения эпектрически подогреваемого тела в зависимости от измерения температуры.

Известен термокондуктометрический гавоанапизетор, основанный на измерении теплопроводности анапизируемого газе и содержащий мостовую схему с чувствитепьными эпементами в ее ппечех (1 ).

Недостатками данного термокондуктометрического гаэоенапизаторе явпяются отсутствие унифицированного выхода и нелинейность шкалы прибора.

Наиболее близким по технической сущности к предпагаемому является прибор для измерения концентрации геэа, содер-. жащий газовую камеру с подогреваемыми чувствитепьнными эдементами, предназначенными дпя измерения газа по принципу теппопроводности, включенными в измеритепьпую схему, на выходе кото-. рой установлен измеритепьный усипитель с обратними связями (2 g .

Непряжение разбапанса указанного гезоанапизатора непосредственно зависит, от разности температур измеряемого газа и подогрева термочувствительных элементов. Сопротивление термочувствите льных эпементов изменяется нелинейно от концентрации измеряемого газа, а усипитепь имеет постоянный коэффициент усипения, в резупьтате этого шкала прибора нелинейне, Цель иэбретения - линееризедия выходн

ro сигнапа и повышение точности измерения путем испопьзования теплового действия тока полезного сигнапа и изменения коэффициента усиления измерительного усипителя в зависимости от концентрации измеряемого газа, Поставленная цель достигается тем, что в приборе qua измерения концентрации газа, содержащем газовую камеру с подогреваемыми чувствительными элементами, предназначенными дпя измерения газа по принципу теплопроводности, вкпюченными в измерительную схему, не выходе которой установлен измерительный усипитепь с обратными связями, в газовую камеру введен допопнитепьный термоэпемент, включенный в цепь обратной связи одного иэ каскадов измерительного усилителя, На чертеже представлена эпектрическея функционапьная схема приборе.

Прибор содержит газовую камеру (не показана), в которую помещены включен- ные в измеритепьную схему подогреваемые термочувствитепьнь е элементы ра бочий 1 и сравнительный 2 предназначенный дпя измерения газа по принципу теппопроводности, и дополнительный 3. Термочувствительные элементы 1 и 3 поме щены в открытые колбы 4 и 5,, а термо чувствитепьный Элемент 2 находится в закрытой копбе 6. Транзистор 7, резистор

8 и стабипитрон 9 образуют источник стаби. лизированного напряжения измерительной схемы, Переменный резистор 10, предназначенный для балансировки измерительной схемы, выводом соединен с неинвертируюшим входом усилителя 11, Инвертирующий вход усилитепя 11 соединен с общей точкой термочувствитещо III III Ix эпементов 1 и 2, через резистор.

12 с выходом того же усилителя и через резистор 13 и неинвертирующим входом усилителя 14. Выход усипитепя 11 через резистор 15 соединен с инвертирующим входом усилитепя 14. Неинвертирующий

1 вход усипитепя 14 соединен через резистор 16 с общим проводом (не показан).

Инвертирукыций вход этого же усилителя через резистор 17 соединен с выходом усилителя 14. Выход усипитепя 14 через переменный резистор 18 соединен с неинвертирующим входом усилителя 19.

Неинвертирующий вход усилитепя 19 соединен через резистор 20 с общим проводом, Ивертируюший вход усилителя через резистор 21 соединен с общим проводом, а через термочувствитепьный эпемент 3 с выходом усилитепя 19, Инвертирующий вход усидитепя 22 через резистор 23 с соединен с выходом усипителя 19, е че4О рез измерительный прибор 24 с выходом усипитепя 22. Неинвертирующий вход усипитепя 22 присоединен к общему проводу.

Провода питания усипитепей присоединены к соответствующим источникам напряЯ5 женил.

Таким образом, на выходе измерительной схемы установлен измерительный усипитепь с обратными связями, усилительными каскадами которого является, усипитепи 11,14,19 и 22, Помещенный в камеру дополнительный терм оэпемент 3 включен цепь в обратной связи каскада измерительного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал раэбаланса иэмеритепьной схемы, усипенный усилитепем 11, снимается с его резистора 12 обратной связи и

Составитель Ю. Коршунов

Техрец Т.Фанта Корректор С. Черни

Рецактор B. Петраш

Заказ 8862/41 . Тираж 873 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Пооектная, 4.

3 105 подается на дифференциальный усилитель

14, которйм преобраэовывается в сигнап относительно общего провоца. Выхоцной сигнап усилителя 14 после ценителя, образованного переменным резистором

18 и резистором 20, поступает на вхоц усилителя 19 в котором происхоцит линеаризация напряжения полезного сигнапа относительно концентрации измеряемого газа. С изменением напряжения разбапанса измерительной схемы соответствено происходит изменение напряжения на выходе усилителя 1 9, что, в свою очерець привоцит к изменению напряжения на цоп цополнительном термозпементе 3. При изменении величины напряжения на термоэлементе 3 изменяется температура его поцогрева, что вецет к изменению его сопротивления и, в свою очерець, измеНВеТ коэффициент силения линеариэирую щего усилителя 19. Выхоцное напряжение

2975 4 усипителя 19 поступает на усилитепь 22, на котором выполнен преобразователь на лряжения в ток. Измерительный прибор

24, включенный в цепи обратной связи усилителя 22, показывает концентрацию измеряемого газа»

Использование предлагаемого обеспе,чивает по сравнению с известными прибо° реми цля соответствующих измерений воэ можность включения приборов беэ преобразователей непосрецственно в информационно-.измерительные системы и автоматические системы управления, а также возможность подкпючения к унифицированным вторичным приборам, что обеспечивает взаимозаменяемость вторичных приборов.

При этом искпючается необходимость раэ работки и изготовления рада цопопнительных, дорогостоящих д устройств цля использования применяквцихся приборов в различных системах.