Устройство типа сименса для анализа газов

Класс 42 1, 4

N 44057

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ, О П ИСЯНИЕ устройства типа Сименса для анализа газов.

К авторскому свидетельству Н. И. Штейнбока, заявленному

26 июня 1933 года (спр. о перв. № 130987).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для анализа газов типа

Сименса, в которых плечи моста Уитстона защищены от непосредственного омовения газами и плечи, помещенные в эталонном газе, имеют большее сопротивление, чем плечи, помещенные в испытуемом газе. В предлагаемом устройстве, с целью получения не зависящих от колебаний напряжения в питаютцей сети показаний измерительного прибора, сопротивления плеч моста Уитстона рассчитаны таким образом, чтобы разность между величиной произведения омываемых испытуемым газом плеч моста и величиной произведений сопротивлений плеч моста, омываемых эталонным газом, изменялась обратно пропорционально изменению тока в питающей сети.

На чертеже фиг, 1 изображает схему установки предлагаемого устройства; фиг. 2, 3 — блок передатчика в продольном и вертикальном разрезах; фиг. 4, 5 — деталь блока; фиг. 6 — электрическую схему устройства.

Предлагаемый газоанализатор (фиг. 1) состоит из передатчика 1 для СО, и

СО+Н„ соединенного с ним холодильника 2, эжектора 3, контрольного фильтра 4 и электрических указывающих приборов.

Монтаж всех этих элементов является обычным и газовая половина передатчика (фиг. 2, 3) состоит из металлического блока, в котором сделаны два широких и один узкий каналы. Эти каналы связаны между собой двумя отверстиями.

Таким образом каналы для СО, и СО+Н, шунтируют главный газовый канал. Весь газ, засасываемый из борова, поступает в центробежный газовый канал, который находится на одинаковом расстоянии от камер для СО, и СО+На. На некотором расстоянии от входа в главный канал газы разветвляются на три части и, пройдя отверстия, омывают измерительные ячейки, затем потоки снова соединяются и уносятся эжектором.

Перемещение газов в каналах обеспечивается кроме разности движений в в точках входа и выхода газов еще благодаря конвекционному потоку, образуемому постоянно нагретыми нитями.

Отверстия у входа и выхода газов выбраны таким образом, что значительные изменения скорости газов в главном канале мало влияют на скорость газов в измерительных каналах и совершенно не влияют на погрешность аппарата.

Плечи моста СО, укрепляются на специальной конструкции стоечке (фиг. 4), представляющей собой две бакелитовые втулочки, жестко скрепленные центральным металлическим стержнем.

В каждой из втулочек, по обе стороны от центрального стержня, расположены контактные стержни, между которыми натягиваются плечи моста Уитстона, сделанные в виде спиральных пружинок из тонкой платиновой проволоки. Вся эта система помещается в металлическую оболочку-экран 1. Форма экрана 7— овальный цилиндр с продольной щелью.

Проволоки сопротивления расположены по обе стороны от щели и защищены от непосредственного омывания газами.

Поступающий газ проникает внутрь экрана через щель благодаря диффузии и конвекции газов.

Такое устройство измерительной стоечки вместе с экраном полностью обеспечивает зависимость показаний СО от изменения скорости газов.

Измерительное устройство выполнено из одного сопротивления, омываемого газом (фиг. 1, 2), другого совершенно одинакового, компенсационного, находящегося в воздухе и двух постоянных сопротивлений. Все эти сопротивления соединены по схеме моста Уитстона (фиг. 6). Измерительные и компенсационные плечи нагреваются током до температуры приблизительно в 100 .

Когда через камеры просасывается воздух,, мост находится в равновесии и стрелка указателя показывает 0% СО»

Когда же вместо воздуха просасываются отходящие газы, в которых содержится

СО>, мост выходит из равновесия и стрелка гальванометра указывает соответствующий процент СО>. Это неравновесие наступает вследствие того, что теплопроводность СО, приблизительно вдвое меньше теплопроводности воздуха.

Вследствие этого измерительное плечо, помещенное в газ, оказывается более нагретым, чем компенсационное плечо, находящееся в воздухе. Более высокая температура газового плеча вызывает увеличение омического сопротивления его и на вершинах моста получается разность потенциалов, обусла вливающая ток в гальванометре.

Принципиальное отличие передатчика

СО+Н, от передатчика СО состоит в том, что увеличение сопротивления измерительного плеча вызывается не разной теплопроводностью СО+Н, относительно воздуха, а сгоранием СО+Н на поверхности платиновой проволоки, нагретой до 400 †5 .

Кроме того применяется ровная более толстая платиновая проволока, закрепляемая в стойке, имеющая конструкцию аналогичную смычку.

Из анализа формулы для выражения тока через гальванометр газоанализатора

RI R4 — RQRЯ

7 где 1 — ток через гальванометр

1 — весь ток через мост

R„R4 — сопротивления, омываемые газом с температурным коэфициентом

R>, R,, — сопротивления, помещенные в воздух с температурным коэфициентом

Z — знаменатель.

Из этого следует, что ! 1 R2 Rg R4 °

Числитель выражения равен нулю.

Но при пропускании газа произведение

R,R, делается больше R,R» ìoñò становится неравновесным и ток через гальванометр пропорционален всему току через мост и разности R R, — R R, вследствие того, что она тоже зависит от тока.

Следовательно, равенство омических сопротивлений не приводит к нужным результатам. Задача сделать показания аппарата независимыми от колебания напряжения, а это возможно при условии, что разность ЯЯ4 — R,R изменяется обратно пропорционально всему току.

Для этого необходимым условием является РЯ4 меньше РЯ, при протекании воздуха.

При пропускании же газа РЯ4 сделается больше R,R; вследствие влияния теплопроводностй.

Теперь пусть ток 1 увеличится.

Тогда увеличится ток через каждое плечо и увеличится их сопротивление.

Но произведение КР,. возрастет больше вследствие первоначальной величины и разность ЯЯ4 — pR, уменьшится.

Правильным расчетом можно подобрать сопротивление так, чтобы и тогда ток через гальванометр 1 оставался неизменным.

Такая же картина получается и при уменьшении тока через мост. Только теперь уже R,P„, уменьшится больше, ф г. с чем R)R< и разность Я1Й4 — RgR, возрастет. При более подробном рассмотрении этого вопроса не нужно забывать, что кривая возрастания сопротивления тонкой нити при увеличении тока загибается круто вверх.

Предмет изобретения.

1. Устройство типа Сименса для анализа газов, в котором плечи моста Уитстона защищены от непосредственного омовения газами и плечи, помещенные в эталонном газе, имеют бдльшее сопротивление, чем плечи, помещенные в испытуемом газе, отличающееся тем, что, с целью получения не зависящих от колебаний напряжения в питающей сети показаний измерительного прибора, сопротивления плеч моста Уитстона рассчитаны таким образом, чтобы разность между величиной произведения омываемых испытуемым газом сопротивлений плеч моста и величиной произведения сопротивлений плеч моста, омываемых эталонным газом, изменялась обратно пропорциона ьно изменению тока в питающей сети.

2. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что защищающий сопротивление ветвей моста Уитстона от непосредственного омовения газами экран выполнен в виде овального цилиндра с продольной щелью.

Тип. „Печатный Труд." Зак. 4749 — 400