Датчик теплопроводности

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистическик Республик(22) Заявлено 231078 (21) 2675600/18-25с присоединением заявки Йо(51)М. Кл.2 0 01 Б 25/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) АвторыЮ .И . Беляев, П. И, Стальнов, Л.Е, Усков, М.В. Кулаковизобретенияи В,В, Воробьев Новомосковский филиал Московского химико-технологическогоинститута им, Д.И. Менделеева и Московский орденаТрудового Красного Знамени институт химическогомашиностроения(54) ДАТЧИК ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ Изобретение касается анализа материалов с помощью тепловых средстви относится к устройствам для измерения концентрации веществ в газовой и.жидкостной среде по изменению теплопроводности от концентрации определяемого компонента. Оно может быть использовано в .химической промышленности для автоматизации и контроля производственных процессов.Известно устройство, предназначенное для измерения концентрации газов, в котором в качестве. чувствительного элемента используется термосопротивление из платины или платинбродия, помещенные в стеклянную ампулу 1). В таких датчиках с термосопротивлениями выходной сигнал имеет малую мощность и для его усиления в устройство вводят преобра зователи. Это ведет к усложнению устройства, вводит дополнительную погрешность преобразователя и повышает его стоимость.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик теплопроводности, содержащий запол" ненный лиофобной жидкостью капилляр из диэлектрическогоматериала и два электрода 2. 30 В этом устройстве рабочий раствор занимает все пространство между электродами, Поэтому при нагревании током лиофобной жидкости и при образовании парогазового промежутка в капилляре увеличивается давление, что может привести к выходу датчика из строя, а при исчезновении парогазового промежутка образуется ударная волна, что так же может пов" лечь выход чувствительного элемента из строя. Кроме того, вследствие увеличения давления в капилляре снижается воспроизводимость показаний из-за изменения условий образования парогазового промежутка, а следовательно, уменьшается точность выходного сигнала Цель изобретения - повышение надежности работы датчика и повышение точности измерения.Это достигается тем, что на концах капилляра установлены соединенные с ним в нижней части емкости, заполненные лиофобной жидкостью, выше уровня которой емкости соединены газовым каналом.На чертежеприведена функциональная схема датчика.705315 20 Формула изобретения 35 40 ЦНИЙПИЭ ахТираж 1073 8018/45 дпианое Датчик теплопроводности состоит -иэ-тонкого диэлектрического капилляра 1, двух емкостей для рабочего раствора 2, которые имеют воздушные промежутки 3, соединенные между собой газовым каналом 4 и электро" дов 5, которые погружены в лиофоб 5"ную жидкость, являющуюся рабочим раствором, и через которые к датчййу "пбдвоЗйтся напряжение питания,Для измерения концентрации газа или жидкости газовую смесь или исследуемый раствор пропускают так, чтобы омывался капилляр 1. Йа электроды 5 подается напряжение питания и через"датчик"пб раствбру" в емкостях"и капилляре 1 начинает протекать ток. В результате малого сечения капилляра раствор в нем будет нагревать"сй сйльйее и образуется арбгазо=-" вый пузырь, который разорвет электрическую цепь. При образовании парогазового промежутка объемегобудет больше объема лиофобной жид- кости, из которой он образовался, в результате чего жидкость в этом месте раздвинется, что приведет к 25 небольшому увеличению давлений благбдаряналичию воздушных промежутков наджидкостью. Чтобы исключить возможный переток лиофобной жидкости над жидкостью, с обеих сторон располагаются воздушные промежутки, которые соединяются между собой, В зависимости от содержания анализируемого компонента в газовой смеси или растворе теплопроводность смеси или раствора будет меняться, а значит и отвод тепла через стенку капилляра 1 будет также меняться. В зависимости от этого время Образования парогазового промежутка будет функцией ат концентрации анализируемого компонента.Примером использбвания являетсядатчик теплопроводности, который имеет диэлектрический (стеклянный) капилляр диаметром 0,8 мм и длиной 45 20 мм, две емкости объемом по 310 мм,.Э заполненные насыщенным раствором4 хлористого натрия, в который помещены Два медных электрода общей площадью 50 мм . На электроды подают напряжение величиной 60 В. При определении концентрации двуокиси азота в анализируемой смеси время работы датчика увеличивается с 1/5 раз (до выхода капилляра иэ строя) до 10000, а погрешность измерения уменьшается с 10 до 5.Датчик теплопроводности преобразует измеряемую концентрацйю веществ в газовой и жидкой среде в интервал времени, удобный для работы с цифровыми устройствами. Кроме того, датчик может служить для измерения температуры, расхода и других технологических параметров в различных производственных процессах, а также и для управления производственными процессами, что способствует улучшению качества выпускаемого продукта, уменьшению потерь сырья и: энергетических затрат в различных отраслях промышленности, например, в химической. Датчик теплопроводности, содержащий заполненный лиофобной жидкостью капилляр из диэлектрическогоматериалаи два электрода, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,на концах капилляра установлены соединенные с ним в нижней части емкости, заполненные лиофобнойжидкостью, выше уровня котброй этиемкости соединены газовым каналом,Источники информации,принятые во вниманиепри экспертизе1. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы.-И.,1973, с. 583.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2551441/18-25,кл. О 01 Ы 25/08, 07,12.77, (прототип),Филиал ППП Патент.г. Ужгород, ул. Проектн