Устройство для обнаружения утечек газа

, 34334 594 С 01 6 ГОСУДАРСПО ДЕЛ гУ 1 Уъ РЕТЕТВУ БНАРУЖЕНИЯ УТЕсится к испытаволяет повысить ости ермет янной мен абилизации ток нтегрировани ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЭО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Конструкторско-технологическобюро с опытным производством "Белгтехника" и Белорусский государственый университет им. В.И.Ленина(53) 620.165.29(088.8)(56) Авторское свидетельство СССРВ 1252683, кл; С 01 М 3/16, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЧЕК ГАЗА(57) Изобретение отнтельной технике и понадежность контроляпутем изменения пост питания мостовой, схемы датчикаИсточник 19 стабильного тока питаетмостовую схему с рабочим и сравнительным элементами 1 и 2. Тактовыйгенератор 13 вырабатывает импульсызапоминания, во время которых резистор 5 подключается параллельно рабочему элементу 1 и создает разбалансмостовой схемы, Усиленный усилителем 7 разбаланс через блок 9 коммутации попадает в блок 10 памяти иявляется опорным напряжением для пороговой схемы 11. Во время действияимпульса сравнения текущее значениесравнивается с опорным. При их равенстве срабатывает пороговая схема 11,выходной сигнал которой через схему14 ИЛИ включает блок 15 световой сигнализации и через блок 16 задержкиблок 17 звуковой сигнализации. 1 з.пф-лы, 1 ил.55 Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь зовацо для поиска негерметичцости вгазовых системах путем определенияконцентрации углеводородных и другихгорючих газов.Цель изобретения - повышение надежности контроля герметичности изделий путем изменения постоянной времени интегрирования и стабилизациитока питания мостовой схемы.На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Устройство для обнаружения утечекгаза содержит термокаталитическийдатчик, состоящий из рабочего элемента 1, сравнительного элемента 2 и резисторов 3 и 4, образующих мостовуюсхему. Резистор 5 и дополнительныйфлок 6 коммутации соединены последовательно между собой и параллельнос рабочим элементом 1. Последовательно с термокаталитическим датчикомсоединены усилитель 7 с интегратором 8, основной блок 9 коммутации,блок 10 памяти, пороговая схема 11и реле 12 времени, Последнее соединено с выходом основного блока 9 коммутации, соединенного с выходом тактового генератора 13 и входом схемыИЛИ 14. Схема ИЛИ 14 последовательносоединена с блоком 15 световой сигнализации, блоком 16 задержки, с выходом тактового генератора 13 и дополнительным блоком 6 коммутации. Блок16 задержки соединен с блоком 17 звуковой сигнализации. Кроме того, уст- .ройство снабжено дополнительным интегратором 18, вход которого соединенс выходом тактового генератора 13,первый выход соединен с вторым входом дополнительного блока 6 коммутации и минусовым выводом источника 19стабильного тока, а второй выход подключен между резисторами 3 и 4 мостовой схемы,Устройство работает следующим образом.При включении питания происходитнагрев рабочего и сравнительного элементов 1 и 2 термокаталитическогодатчика до температуры беспламенногогорения газа на катализаторе. Послеустановления переходных процессов всхеме устройства реле 12 времени осуществляет принудительный разряд емкости в блоке 10 памяти, после чеговключается тактовый генератор 13, на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 выходе которого появляется последовательность импульсов запоминания и сравнения, управляющих работой блоков 6, 9 коммутации и дополнительного интегратора 18, При появлении на входе управления блока 6 коммутации импульса запоминания резистор 5 подключается параллельно рабочему элементу 1 термокаталитического датчика. Предварительно сбалансированная мостовая схема получает кратковременный разбаланс, величина которого определяется значением сопротивления резистора 5.Величина разбаланса устанавливается равной выходному сигналу термокаталитического датчика при воздействии на него заданной концентрации газа, Длительность импульса запоминания составляет 0,1-0,2 с, а длительность импульсов сравнения - 3-5 с. Инерционность установления рабочего режима примененных цилиндрических термокаталитических элементов находится в пределах 1-2 с, поэтому за время действия импульса запоминания переходные процессы в датчике не успевают установиться, и сигнал разбаланса будет иметь амплитуду, изменяющуюся в зави-симости от инерционности датчика, длительности импульса запоминания, величины сопротивления подключаемого резистора 5.Наличие источника 19 стабильного тока позволяет устранить влияние инерционности сравнительного элемента 3 на амплитуду сигнала разбаланса, так как ток, протекающий по элементу, а следовательно, и его режим не изменяются при изменении режима работы рабочего элемента 1 во время подключения резистора 5, Введение источника стабильного тока также позволяет уменьшить временной дрей нулевой точки термокаталитического датчика, так как изменение напряжения в точке соединения рабочего и сравнительного элементов передается в виде соответствующего изменения напряжения питания на второе плечо мостовой схемы. Дополнительный интегратор 18 во время импульса запоминания имеет постоянную времени, которая устанавливается так, чтобы изменение напряжения на резисторе 4 соответствовало приращению сигнала разбалацса от инерционности датчика, 3 14134Так как усилитель 7 подключен к мостовой схеме в дифференциальном режиме, то синфазное изменение сигнала на его входах не вызывает изменения5 его выходного сигнала, т.е. происходит компенсация изменения сигнала разбаланса от инерционности датчика. Усиленный усилителем 7 разбаланс мостовой измерительной схемы поступает на вход пороговой схемы 11 и через блок 9 коммутации - на вход блока 10 памяти. В цепь отрицательной обратной связи усилителя 7 включен интегратор 8, постоянная времени которого выбирается исходя из условий подавления быстрых непериодических флюктуаций на выходе термокаталитического датчика, возникающих от механических воздействий.20Одновременно с появлением сигнала на выходе усилителя 7 при воздействии сигнала запоминания включается блок 9 коммутации и подключает вход блока 10 памяти к выходу усилителя 7. Запоминающая емкость блока 10 памяти заряжается до значения выходного напряжения усилителя 7. Это значение служит для пороговой схемы 11 опорным напряжением, с которым сравнивается величина текущего сигнала на выходе усилителя 7. При попаданиитермокаталитического датчика во время действия импульса сравнения в место утечки газа из.проверяемого изделия происходит разбаланс мостовой измерительной схемы на величину, пропорциональную измеряемой им концентрации газа. Постоянная времени дополнительного интегратора 18 после прихода на вход управления импульса сравнения значительно увеличи-вается и тем самым изменение напряжения питания мостовой схемы, происходящее при появлении сигнала на рабочем элементе от наличия газа, не влияет на выходной сигнал второго плеча мостовой схемы. Так как время реагирования,датчика на газ значительно меньше постоянной времени дополнительного интегратора, то за время измерения сигнал на втором плече мос товой схемы практически не изменится, Выходной сигнал мостовой схемы при этом значительно больше, чем при питании ее постоянным напряжением. Так, средние значения выходного сигнала 55 мостовой схемы при питании стабилизированным током составляют 8-10 мВ (при воздействии газоваздушной кон 69центрации метан 0,17,), а при питании стабилизированным напряжением соответственна 4-5 мВ. При превьппении сигнала с выхода усилителя 7 значения разбаланса ва время импульса запоминания, т.е. опорного напряжения в блоке 10 памяти, срабатывает пороговая схема 11, а так как выходной сигнал имеет большую длительность, то срабатывает реле 12 времени и через схему ИЛИ 14 на вход тактового генератора 13 подается запрещающийсигнал, и генератор прекращает выработку сигналов запоминания. Срабатывает световая сигнализация и, если длительность выходного сигнала схемы ИЛИ 14 больше времени задержки блока 16, то срабатывает звуковая сигнализация, в противном случае сигнал считается помехой. Звуковая сигнализация совместно са световой означает наличие утечки газа, Па истечении времени выдержки реле 12 времени производит принудительный разряд запоминающей емкости блока 10 памятида значения выходного напряжения, при котором пороговая схема 11 возвращается в исходное состояние.Длительность импульса сравнениямежду двумя импульсами запоминаниятактового генератора выбирается исходя из реального времени реагированиятермокаталитического датчика так,чтобы пороговая схема сработала привоздействии на датчик газом с заданной концентрацией в период между двумя тактами генератора. Дрейф нулевойточки от изменения положения датчикав пространстве, а также временнойдрейф компенсируется во время импульсов запоминания,Устройство позволяет повысить надежность определения величины концентрации газа,Формула из обр етения 1. Устройство для обнаружения утечек газа, по авт.св. М. 1252683, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным интегратором, вход которого соединен с выходом тактового генератора, первый выход соединен с вторым входом дополнительного блока коммутации и минусовым выводом источника питания, а второй выход подключен между сопротивлениями одного из плеч мостовой схемы.5 1413469 62, Устройство по и, 1, о т л и- питания является источник стабильного ч а ю щ е е с я тем, что источником тока.Составитель В.ЧерноусовРедактор М.Келемеш Техред М.Ходанич Корректор В, ГирнякЗаказ 3774/44 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4