Термокондуктометрический датчик

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 31.0178 (21) 2575794/18-25 исоед иием заявки Ио б 0 8 осуаарственный коинте СССР но делан нзобретеннй н открытнй.А.Бойко Институт геотехнической механи АН Украинской ССР 1) Звявител(54) ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИ 20 торапередля Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке термокондуктометрических газоанализаторов, преимущественно при создании переносных приборов контроля содержания метана в атмосфере шахт в нормальной и аварийной газовой ситуации.Известен термокондуктометрический датчик, содержащий рабочий и сравнительный термисторы, помещенные в соответствующих каналах блока, через которые проходит гаэ"носитель с измеряемым компонентом и чистый газноситель, .Термисторы помещены в двойные экраны из перфорированного металла 1 1.Приборы с этими блоками при работе в стационарных условиях обеспе - чивают хорошие метрологические харак теристики, однако имеют большое время прогрева, При изменении темпера" тури анализируемого воздуха даже при хорошей теплопроводности материала блока датчиков будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей камере и в сравнительной, что приведет к значительным погреш.остям измерения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является термокондуктометрический датчик для переносных газоанализаторов, содержащий рабочую и сравнительную камеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде экранированных проволочных нитей 2.Выравнивание температуры воздуха в сравнительной и рабочей камерах при изменении температуры анализируемой смеси также зависит от массы блока, и в этой конструкции будут возникать перепады температур, которые приведут к значительным погрешностям в процессе измерения. Так, например, при изменении температуры смеси в рабочей камере на 1 С при постоянстве температуры эталонного воздуха и сравнительной камере погрешность датчика теплопроводности для смеси с 2 об.% СН 4 от этого факсоставит порядка 40, Такиепады температур вполне реальны переносного газоаналиэатора,Целью изобретения является повыше ние точности измерения и быстродействия датчика.Поставленная цель достигается за счет того, что рабочая камеравыполнена в виде цилиндра нэ металлической сетки, а сравнительнаяв виде цилиндра иэ тонкостенной металлической трубки, причем обекамеры установлены в емкости дляанализируемой смеси.На чертеже дана схема предлагае 5мого датчика.Рабочая камера 1 термокондуктометрического датчика имеет два цилиндра 2, 3 иэ металлической сетки. Цилиндры 2, 3 установлены коаксиально 1 Ос помощью втулок 4 иэ изоляционногоматериала. Через центры этих втулокпроходят токоподводы 5, к концамкоторых приварена платиновая нить б,экранированная цилиндром 2. 15Сравнительная камера 7 имеет также два цилиндра 8 9 при этом цилиндр 8 выполнен иэ сетки, а наружный цилиндр 9 - иэ тонкой металлической трубки. Цилиндры 2 и 8, 3 и 9 2 Оимеют соответственно одинаковыеразмеры. Установка цилиндров 8, 9коаксиально достигается с помощьювтулок 10, через центры которых проходят токоподводы 11, К концамтокоподводов 11 приварена платиноваянить 12, экранированная цилиндром 8.Рабочая 1 и сравнительная 7 камерыустановлены вертикально в емкостидля анализируемой смеси 13.Для обеспечения постоянства состава воздуха в сравнительной камере7 места подсоединения токоподводов11 и сЬединения втулок .10 с цилиндром 9 герметизируются.Рабочая 1 и сравнительная 7 камеры для обеспечения идентичности условий теплообмена устанавливаютсяв емкости 13 симметрично относительно входного отверстия для анализируемого воздуха. Для защиты термокондуктометрического датчика от мех анических воздействий входное отверстие камеры реакции (емкости 13)закрыто жалюзи,Датчик работает следующим образом. Воздух в емкость 13 поступаетчерез жалюзи за счет конвекции иомывает обе камеры рабочую 1 исравнительную 7. Оба чувствительныхэлемента б, 12 датчика имеют практически одинаковые условия теплообмена с анализируемой средой, а следовательно, при колебаниях температуры последней не будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей и сравнительной камерах, и выходной сигнал не будет зависеть от этого фактора, Чувствительные элементы датчика - экранированные платиновые нити включены в мостовую измерительную схему, которая обеспечивает съем сигнала об изменении теплопроводности среды при поступлении в нее метана.Изобретение направлено на повышение качества и надежности контроля одного из основных опасных компонентов рудничной атмосферы-метана н создает предпосылки для обеспечения безопасности труда горнорабочих.Экспериментальные образцы термокондуктометрических датчиков изготовлены и прошли испытания на взрывозащиту. В результате испытаний установлено, что чувствительные элементы термокондуктометрического датчика соответствуют требованиям, предъявляемым к специальному виду вэрывозащиты. Формула изобретенияТермокондуктометрический датчикдля переносных газоанализаторов,содержащий рабочую и сравнительнуюкамеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде экранированных проволочных нитей, о ти и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияи быстродействия рабочая камера выполнена в виде цилиндра из металлической сетки, а сравнительная - нвиде цилиндра из тонкостенной металлической трубки, причем обе камерыустановлены в емкости для анализируемой смеси.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Патент США У 3106088,кл. 73-27, 08.10.63.2. Авторское свидетельство СССРМ 183167, кл. Е 21, 1963 (прототип).775 б 84 Составитель Л. Техред Н.Граб Редактор Н. Коля аказ 7736/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная б 0 Тираж 1019ЭНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва,.Ж, Раушска кая Корректор В, Бутяга Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5