Устройство для измерения концентрации озона в воздухе кислороде

(51) РЕТЕНИ Н яния гаессах и сть изо- костныйрительячейки х соедиователя, еек разления. 2 го ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР С)ПИСА ИЕ И ОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 121) 4791024/25(56) Авторское свидетельство СССРМ 529407, кл. 6 01 М 27/22, 1965.Авторское свидетельство СССРМ 938119, кл. 0 01 й 27/22, 1980,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации озона в озоновоздушной или озоно-кислородной газовых смесях в процессе их промышленного производства и использования.Известно устройство для определения озона в воздухе-кислороде, работающее по принципу измерения теплопроводнссти и содержащее регулятор расхода газа, два нагревателя, рабочий и эталонный чувствительные элементы (терморезисторы из платиновой проволоки), включенные в мостовую схему, и показывающий прибор, При первоначальной балансировке схемы включаются оба нагревателя и через рабочий и эталонный элемент проходит газ, не содержащий озона, т.к. последний разлагается в зоне нагрева нагревателей. При работе нагреватель рабочего чувствительного элемента отключается и через него пропускается газ, содержащий озон. Изменение сопротивления рабочего чувствительного элемента вызывает разбаланс схемы(54) УСТРОЙСТВО ДЦЕНТРАЦИИ ОЗОНРОДЕ(57) Использование: контроль состо зовой среды в технологических про производственных условиях, Сущно бретения: устройство содержит ем первичный преобразователь, изме ную схему блока управления, две разложения озона, одна из которы нена с входом первичного преобраз другая - с выходом; нагреватели яч ложения соединены с блоком управ ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНА В ВОЗДУХЕ-КИСЛОльный измеряемой кониксируемый показываюмоста, пропорционацентрации озона, фщим прибором,Недостатком устройства является наличие ручной балансировки, периодичность и качество которой снижают точность измерения. Для обеспечения стабильности показаний требуется идентичность рабочего и эталонного элементов, чего невозможно добиться на практике, Кроме того, разложение озона нагревателями требуют повышенного расхода энергии.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения концентрации озона в воздухе-кислороде, содержащее емкостный датчик-ячейку, включенную в задающий С-контур ВЧ-генератора, две ячейки разложения озона, два одновходовых клапана, блок управления, выполненный в виде трех схем и последовательно включенных с кварцевым генератором прямоугольных импульсов четырех Т-триггеров, двухвходовую.и четырехвходовую схемы И, инвертор, асин10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 хронный ЙЯ- триггер и последовательно включенные двоично-десятичный реверсный счетчик, регистра памяти и цифроаналоговый преобразователь. При этом выход ВЧ-генератора связан с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика соответственно через двухвходовую и четырехвходовую схемы И, а второй вход двухвходовой схемы И и вход "Сброс" асинхронного ЯЯ-триггера связан с выходом первой схемы И блока управления, первый вход которой и управляющий вход первого клапана связаны с выходом 0 четвертого Т-триггера блока управления, с выходом О которого связаны второй вход четырехвходовой схемы И и управляющий вход второго клапана, третий вход четырехвходовой схемы И и второй вход первой схемы И блока управления связаны с выходом 0 третьего Т-триггера, а четвертый вход четырехвходовой схемы И связан с выходом 0 асинхронного ВЯ- триггера, вход Я которого через инвертор связан с выходом "Заем" реверсного счетчика, вход "Сброс" которого через вторую схему И блока управления связан с выходами 0 второго и четвертого Т-триггеров и выходами первого и третьего Т-триггеров, вход "Запись" регистра памяти через третью схему И блока управления связан с выходом О четвертого Т-триггера и выходами остальных Т-триггеров,Недостатком данного устройства является низкая надежность и большое энергопотребление, обусловленные наличием электромеханических узлов (клапанов) и ячеек разложения озона, постоянно нагреваемых электрическим током,Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергопотребления. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации озона в воздухе-кислороде, содержащем емкостный датчик-ячейку, измерительную схему, блок управления, две ячейки разложения озона, включающие нагреватели, причем датчик-ячейка соединена с измерительной схемой и выходом с первой ячейкой разложения озона, выход второй ячейки разложения озона соединен непосредственно с входом емкостного датчика-ячейки, а нагревательные элементы обеих ячеек разложения озона соединены с выходами блока управления.Соединение газового выхода второй ячейки с входом емкостного датчика-ячейки позволяет осуществлять модуляцию газового состава без применения сложных и мало- надежных электромагнитных клапанов, а подключение нагревателей ячеек разложения озона к блоку управления дает возможность осуществлять управление модуляцией газового потока по составу и сохранить функции защиты окружающей среды от вредных выбросов озона при уменьшенном вдвое энергопотреблении.На фиг. 1 приведена блок-схема устрой. ства; на фиг. 2 - циклограмма его работы.Устройство для измерения концентрации озона в воздухе-кислороде содержит ячейку 1 разложения озона, емкостный датчик-ячейку 2, ячейку 3 разложения озона, ВЧ-генератор 4, двухвходовую схему И 5, блок 8 управления, реверсивный счетчик 7, регистр 8 памяти, цифроаналоговый преобразователь Э и ВЬ-триггер 10.Устройство работает следующим образом.Блок управлеч я подает питание на нагреватель второй я .ейки разложения озона, вызывая деструкцию озона в газовом потоке, поступающем в емкостный датчик, оставляя остальные компоненты газовой смеси без изменения. Полученный таким образом опорный газ вызывает изменение емкости датчика-ячейки, соответствующее параметрам опорного газа, По истечении времени, достаточного для полной продувки датчика-ячейки, измерительная схема фиксирует значение электрической емкости датчика-ячейки, Затем блок управления отключает нагрев второй ячейки разложения озона и подает питание на нагреватель первой ячейки разложения озона, При этом газовая смесь, проходя через вторую ячейку разложения озона, уже не меняет всего состава ввиду отсутствия источника деструкции озона, Поступая далее в емкостный датчик-ячейку, анализируемая газовая смесь вызывает увеличение его электрической емкости, пропорциональное измеряемой концентрации озона. По истечении времени продувки датчика-ячейки измерительная схема вновь фиксирует значение электрической емкости датчика-ячейки, вычисляет ее изменение и преобразует в цифровой сигнал для индикации и регистрации. Первая ячейка разложения озона в это время осуществляет разложение. озона для предотвращения его выброса в атмосферу. Далее процесс повторяется. При этом попе- ременный нагрев ячеек разложения позволяет осуществить модуляцию газового потока по составу и исключить выбросы озона в атмосферу при уменьшенном вдвое расходе электроэнергии и без применения механических элементов коммутации газового потока.Формула изобретения Устройство для измерения концентрации озона в воздухе-кислороде, содержащее емкостный датчик-ячейку, измерительную схему, блок управления, две ячейки разложения озона, включающие нагреватели, причем датчик-ячейка сов,синен с измерительной схемой, выходом - с первой ячейкой разложения озона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и уменьшения энергопотребления, выход второй ячейки разложения озона соединен непосредственно с выходом емкостного датчика- ячейки, а нагревательные элементы обеих 5 ячеек разложения озона соединены с выходами блока управления,