Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды

(5 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ научно-исследо вательструкторский и технолот электротермического В.Лавренко, Р.С,Стан- В.И,Евстратовайхелин" 1986. й 27/26, 1988,ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИТЕМПЕРАТУРНОЙ ГА тносится к технике измеания состава высокотемх сред, в частности к(56) Каталог фирмыЗаявка ЯпонииМ 62-6183, кл. О 0(54) УСТРОЙСТВОСОСТАВА ВЫСОКЗОВОЙ СРЕДЫ(57) Изобретение орения и регулировпературных газовь Изобретение относится к технике измерения и регулирования состава высокотемпературных газовых сред, в частности к устройствам для регулирования газового состава в камерах сгорания двигателей, печах химико-термической обработки, печах стекол ьной и ромы шлен ности, других устройствах, где в качестве первичного преобразователя используется твердоэлектролитный датчик (ТЭД),Целью изобретения является повышение точности устройства.Изобретение поясняется чертежом, где представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит твердоэлектролитный датчик ТЭД 1 угустройствам для регулирования газового состава в камерах сгорания двигателей, печах химико-термической обработки, печах стекольной промышленности и др., где в качестве первичного преобразователя используется твердоэлектролитный датчик. Цель изобретения - повышение точности устройства, Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала, источник опорного напряжения, повторитель напряжения, двухуровневый компаратор, блок регулирования и сигнализации, усилитель с подстра. иваемым коэффициентом усиления, сумматор и источник сдвигающего напряжения, причем источник опорного напряжения выполнен подстраиваемым. 1 ил. леродного потенциала, источник опорного напряжения 2, повторитель напряжения 3, последовательно соединенные двухуровневый компаратор 4 и блок 5 регулирования и сигнализации. Устройство также содержит последовательно соединенные усилитель 6 с задатчиком 7 коэффициента усиления, сумматор 8 с установленным на его втором входе источником 9 сдвигающего напряжения, при этом твердоэлектролитный датчик 1 углеродного потенциала соединен встречно с источником опорного напряжения 2, и через повторитель напряжения 3 - со входом усилителя 6. Выход сумматора 8 соединен со входом двухуровневого компаратора 4. Кроме того устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды содержит коммутатор сигналов 10, за 1833851датчик уровня напряжения 11, задатчик нуля 12, задатчики верхнего 13 и нижнего 14 пределов зоны регулирования, формирователь 15 сигналов управления и сигнализации, блок 16 гальванического разделения, переключатель 17 режимов индикации и индикатор 18,Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды работает следующим образом.Твердозлектролитный датчик 1, помещенный в высокбтемпературную газовую среду, генерирует электродвижущую силу Е, функционально связанную с концентрацией контролируемого параметра С При этом конкретнь 1 й вид функциональной зависимости Е = 1 С) определяется характером обьекта регулирования. Например, для печей цементации функциональная зависимость между ЭДС Е мв( и углеродным потенциалом (С), % в диапазоне значений С 1 от 0,5 до 1,5%, что охватывает большинство применений, имеет вид Е 794+ 0,043 Т х 9,652 -и " -- 0,195)Со 1 25Я(1)где С 1 - концентрация окиси углерода впечной атмосфере, %Т - абсолютная температура в печи, К,Переключатель режимов индикации 17устанавливают в положение индикации напряжения источника 2 и с помощью задатмика 11 устанавливают напряжение,соответствующее нижнему пределу диапазона регулирования, определяя его в соответствии с функциональной зависимостьюЕ = 1(С), Встречное включение источникаопорного напряжения 2 и твердозлектролитного датчика 1 обеспечивает таким образом поступление на вход повторителянапряжения 3 разностного сигнала, из которого "удалена" неинформативная составляющая. С выхода повторителя напряжения 3усиленный по мощности сигнал поступает 45на вход усилителя 6, с помощью которогопроизводится нормирование информационного сигнала в соответствии с принятымстандартом, например (0-1) В, (О - 5) мА. Нормированный сигнал с выхода усилителя 6 50поступает на вход сумматора 8, на второйвход которого поступает сигнал от источника 9 сдвигэющего напряжения. При помощизадатчиков 7 и 12 производится периодическая корректировка смещения нуля и наклона градуировочной характеристикитвердозлектролитного датчика 1 по меревыработки его ресурса. Это позволяет увеличить ресурс в 4-5 раза,С выхода сумматора 8 информационный сигнал поступает на входы двухуровневого компэратора 10.При настройке регулятора переключатель режимов индикации 17 поочередно устанавливают в положение индикации уровней напряжения задатчиков 13, 14 и производят с их помощью установку верхнего и нижнего пределов зоны регулирования.При выходе информационного сигнала за пределы зоны регулирования срабатывает один из уровней компаратора 10 и выдает сигнал на формирователь 15 сигналов управления и сигнализации, который вырабатывает соответствующие сигналы, подаваемые на вход блока 16 гальванического разделения, с выхода блока 16 гальванического разделения сигналы управления поступают на блок 5 регулирования и сигнализации, который изменяет состав газовой среды, возвращая контролируемый параметр газовой среды в пределы зоны регулирования. ВключЕние между формирователем 15 сигналов управления и блоком 5. регулирования и сигнализации, блока 16 гальванического разделения позволяет не подсоединять на "массу" положительную клемму источника опорного напряжения 2, ее потенциал становится "плавающим" относительно корпуса устройства. Этим обеспечивается высокая помехозащищенность измерительной схемы при наличии мощных источников, например, стартеров в автомобильных двигателях или электронагревателей в печах. Одновременно предотвращается искажение сигнала при замыкании на корпус положительного полюса твердоэлектромэгнитного датчика 1. Тем самым достигается повышение точности регулируемого параметра,Выход источника опорного напряжения 2 с целью проверки стабильности его работы с помощью переключателя 17 режима индикации через коммутатор 10 может быть вручную подключен к индикатору 18, Коррекция опорного напряжения осуществляется вручную посредством воздействия на задатчик уровня напряжения 11, Выходы задатчиков 13 и 14 пределов зоны регулирования также могут быть подключены к входам коммутатора сигналов 10 посредством переключателя 17 режимов индикации. Такое подключение осуществляется при необходимости изменения верхнего или нижнего предела зоны регулирования. Точная подстройка нуля датчика, с целью увеличения его точности работы, осуществляется воздействием на задатчик нуля 12 после подключения выхода сумматора 8 к индикатору 18 коммутатора 10 посредством переключа1833851 Составитель И.Белос Техред М.Моргентал кая Корректор Л.Ливр едакт каз 2686 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 теля 17 режимов индикации. Наличие коммутатора 10, переключателя 17 и индикатора. 18 повышает сервисные возможности датчика что увеличивает точность и стабильность его работы.Формула изобретения Устройство для регулирования состава высокотемпературной газовой среды, содержащее размещенный в ней твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала, источник опорного напряжения, повторитель напряжения, последовательно соединенные двухуровневый компаратор и блок регулирования и сигнализации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит после.довательно соединенные усилитель с подстраиваемым коэффициентом усиления и 5 сумматор с установленным на его второмвходе источником сдвигающего напряжения, при этом твердоэлектролитный датчик углеродного потенциала встречно соединен с источником опорного напряжения, выпол ненным подстраиваемым, и через повторитель напряжения - с входом усилителя с подстраиваемым коэффициентом усиления, а выход сумматора соединен с входом двухуровнввого компаратора.