Газоанализатор

по делам нэебретен и еткрмтнйесоюзный научно-исследовательский институт аналщического приборостроения Киевского научно-производственного .:.объединения Аналитприбор1) Заявитель АЗОАНАЛ ИЗАТ ты изме- измеряео и чувствительные элемен го моста, но очищенную от понента 2).ственным недостатком об стройств является нелиней сигнала (3 н,д 10%), что использование в устройств телемеханики и обработк Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к газоаналитическим приборам, и может быть использовано, в частности, при создании тепловых газоанализаторов.Известен газоанализатор по теплопроводности, который содержит измерительную мостовую схему, состоящую из измерительных и сравнительных (заключенных в ампулы с газом, соответствующим по составу началу шкалы) термочувствительных элементов, и сравнительную мостовую схему, в плечах которой находятся термочувствительные элементы, заключенные в ампулы с газом, соответствующим по составу началу и концу шкалы. Наличие сравнительного места позволяет скомпенсировать некоторые погрешности измерения 1.15Но такое устройство не защищено от влияния такого важного фактора как наличие неизмеряемых компонентов в анализируемой смеси.Влияние неизмеряемых компонентов устраняется в газоанализаторе, в котором в И сравнительной мостовой схеме по крайней мере один из чувствительных элементов выполнен открытым и помещен в ту же газовую среду, чт рительно мого комСуще санных у ходного няет его матики, мации. их опиость Вы- затрудах авто- инфорНаиболее близким к предлагаемому является газоанализатор, содержащий по тракту измерения содержания водорода в анализируемой газовой смеси подсоединенную к источнику питания мостовую измерительную схему с измерительными и сравнительными (заключенными в запаянные ампулы с газом, соответствующим по составу началу шкалы) термочувствительными элементами, соединенный с этой схемой через устройство преобразования сигнала измеритель.В устройстве преобразования сигнала производится нормирование, усиление, линеаризация, основанная на принципекусочно-линейной апроксимации, сигнала, поступающего с датчика. Остаточная нелинейность сигнала (5 н0,5% 3)3Недостатком описанного газоанализатора является наличие устройства линеаризации характеристики выходного сигнала датчика, имеющего сложную электрическую схему, обладающую большой трудоемкостью изготовления и настройки, причем настройкапроизводится индивидуально для выходнойхарактеристики каждого датчика и требуетпериодической проверки и корректировки впроцессе эксплуатации. Наличие сложнойэлектронной схемы влечет за собой снижение надежности прибора в целом. Кроме того, устройство линеаризации требует специальных стабилизированных источниковпитания.Целью изобретения является увеличениеточности анализа при одновременном упрощении, снижении стоимости и улучшениитехнологичности.Указанная цель достигается тем, что вгазоанализаторе, содержащем подсоединенную к источнику питания мостовую измерительную схему с измерительным и сравнительным термочувствительными элементами,соединенный с этой схемой через устройство преобразования сигнала измеритель, имеются дополнительный регулируемый источник питания и мостовая измерительная схема, соединенная в устройстве преобразования сигнала с сумматором через управляемый делитель, а на выходе мостовых измерительных схем установлены измерители нелинейности, соединенные через блок сравнения с управляющими входами делителяи дополнительного регулируемого источникапитания.Мостовые измерительные схемы в предлагаемом устройстве обладают различнойнелинейностью выходных сигналов при однозначной зависимости каждого из них отконцентрации измеряемого компонента анализируемой газовой смеси.Различная нелинейность сигналов достигается, например, за счет различия в режимах питания мостовых схем, в частности13 пит,(Кчз,) - сопз 1 для одного моста и 1 пит.(Кч,з) = сопй для другого моста, Здесь Цщт,1 пит соответственно напряжение и токпитания термочувствительных элементов;Кч, - сопротивление термочувствительныхэлементов. Известно, что относительнаянелинейность сигнала в режиме Цтит (Кчз) =(Кчз) = сопз 1 достигает 25/о,Йа фиг. 1 изображена функциональнаяблок-схема газоанализатора; на фиг. 2кривые, иллюстрирующие процесс линеаризации характеристики выходного сигнала вустройстве преобразования сигнала.Газоанализатор содержит стабилизированный 1 и регулируемыи 2 источники питания мостовых измерительных схем 3, 4, измерители нелинейности 5, 6, блок сравнения 7, управляемый делитель 8, сумматор 9,Управляемый делитель 8 и сумматор 9 обрато 1 20 зо зз 40 45 30 зу зуют устройство преобразования сигнала 10, выход которого подключен к измерителю 11.На фиг. 2 кривая 12 представляет собой характеристику выходного сигнала 1.1 вых,2 мостовой схемы 4, кривая 13 - характеристику выходного сигнала 11 вы 1 мостовой схемы 3; кривая 14 - характеристику сигнала 11 вы 2 после делителя 8; 15 - характеристика результирующего сигнала Брез =т т 1= 1-1 вых 1 1-)выл В предлагаемом газоанализаторе мостовые схемы 3, 4 находятся в различных режимах питания чувствительных элементов. За счет этого в произвольно выбранной точке диапазона измерения отклонения характеристик выходных сигналов мостовых схем 3, 4 1.)вых 1 и 1.1 вы от линейного закона (нелинейности) Ьи Ь 2, соответственно, таковы, что - ф -. Выходные сигналы мостоЬ 2 1/ вых 2вых схем 3, ч подаются на измерители нелинейности 5, 6 соответственно и в устройство преобразования сигнала 10. С измерителей нелинейности 5, 6 информация о величине нелинейностей Ь и Л, поступает в блок сравнения 7, выдающий управляющий сигнал на регулируемый источник питания 2 и на управляемый делитель 8. Под действием управляющего сигнала с блока сравнения 7 регулируемый источник 2 создает режим питания чувствительных элементов мостовой схемы 4, обеспечивающий оптимальное различие характеристик выходных сигналов 1)вых, и Ц,р 2. На управляемом делителе 8 устанавливается коэффициент деления К= Ь - . Преобразованный на делитеЬ 2ле 8 сигнал Бвьи= К 1.1 выз,2 имеет характеристику 14, у которой нелинейность в произвольно выбранной точке Ь 2= Ьь После сумматора 9 получают сигнал 13 рез. = Бвьи - 3 вы 2 (при условии, что Ь, и Ьг одного знака; если режимы питания мостовых схем тактовы, что Ь, и Ь 2 имеют разные знаки, 1-Рез. = 1-1 вых+ 1-1 вых 2, например, за счет сочетания режимов питания мостовых схем 3 4 1.1 пит. (Кчэ) =сопз 1 и Кч.з, (С) = сапам, где С - концентрация анализируемого компонента газовой смеси), характеристика 14 которого практически линейна, что отвечает требованиям, предъявляемым к унифицированным сигналам, Например при величинах в конце диапазона измерения Цыхс 200 мВ и 13 вых 2-400 мВ и К=-5- + Цаз - 100 мВ при остаточной нелинейности 5 в 0,2 О/о.Предлагаемое устройство позволяет без применения сложных электронных схем для преобразования выходных сигналов получить результирующий сигнал с практически линейной характеристикой, удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к унифицированным сигналам ГСП по ГОСТ 9895 - 69, пригодным для работы в сочетании с устройствами обработки информации и автоматического управления технологическими процессами. Остаточная нелинейность внесколько раз меньше, чем в известных устройствах. Блочно-функциональная и принципиальная электрическая схемы предлагаемого устройства просты, что обеспечивает выигрыш в стоимости, трудоемкости изготовления, надежности, габаритах и вес газо- анализатора.формула изобретенияГазоанализатор, содержащий подсоединенную к источнику питания мостовую измерительную схему с измерительным и срав-. нительным термочувствительными элементами, соединенный с этой схемой через устройство преобразования сигнала измеритель, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности анализа, он снабжен дополнительным регулируемым источником питания и мостовой измерительной схемой, соединенной в устройстве преобразования сигнала с сумматором через управляемый делитель, а на выходе мостовых измерительных схем установлены измерители нелинейности, соединенные через блок, сравнения с управляющими входами делителя и дополни 1 ельного регулируемого источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР268745, кл, 6 01 Х 25/18, 1965.2. Авторское свидетельство СССР326499, кл. б 01 Х 25/32, 1970.3. Система газоаналитическая АСГА - К. Руководство по эксплуатации АПИ 2.950.002 РЭ, СКБ АГС, Смоленск, 1976, с. 10 (прототип) .Редактор С, ТимохинаЗаказ 10958/69 Составитель Ю. КоршуновТех ред А. Бойкас Корректор Г, РешетникТираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4