Способ контроля горючих газов

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 27276 9) 1)4 0 01 И 27/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 21) 4105534/222).12,06,8646) 30.09.88,Бюл, 11) 36 овский от о-измерит о научно- горноспа ел по раэраельной аппара епропе ботке контрол туры Всесоюзн ского институ с следовательательного де(72) В.М.Гингои Л.А.Кулиняк.В,Захарчу л 8 ель ство СССР 27/16, 1968, льство СССР 27/16) 1967,свид идет 01ГАЗО к газовомунение в асности ат ей горючих повьппение сностией, Напр ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГОРЮЧИХ(57) Изобретение относитсяанализу и может найти примприборах контроля взрывоопмосферы по содержанию в нгазов. Цель изобретения -точности контроля взрывоопгокомпонентных газовых сме жение питания термокатапитического датчика при изменении концентраций горючих газов от нуля до верхнего предела измерений снижают от начального значения, соответствующего середине диффузионной области процесса каталитического окисления, до значе ния, соответствующего границе диффузионной и кинетической областей процесса каталитического окисления. Снижение напряжения питания осуществляют в соответствии с выражением 11=1) - -КБ, где 11 - напряжение питания датчика; 110 - начальное напряжение питания датчика; Б - выходной сигнал датчика; К - коэффициент снижения на- с пряжения питания датчика, К=(11 -11 )/ /Б,ц где 1.)г - напряжение питания датчика, соответствующее границе диффузионной и кинетической областей про- С цесса каталитического окисления, Б - выходной сигнал датчика, соот" Е ветствующий верхнему пределу измере- фы ний. 4 ил. ВЫИзобретение относится к газовому анализу и .может найти применение в приборах контроля взрывоопасности атмосферы по содержанию в ней горючих 5 газов.Цель изобретения - повышение точности контроля взрывоопасности .много- компонентных газовых смесей при снижении напряжения питания датчика, 1 ОСпособ контроля горючих газов заключается в их термокаталитическом окислении на поверхности чувствительных элементов датчика, включенных в мостовую измерительную схему, сниже нии напряжения питания датчика при появлении сигнала на его выходе и определении концентрации газов по веЦо К 1 й где Б1-1 о напряжение питания датчика;начальное напряжение питания датчика (напряжение питания при отсутствии горючихгазов в анализируемой среде);выходной сигнал датчика; 40коэффициент снижения напряжения питания датчика,Я К 11, -11 Ь45 где Ц - напряжение питания датчика,соответствующее границе диффузионной и кинетическойобластей процесса каталитического окисления; 50Б - выходной сигнал датчика,соответствующий верхнемупределу измерений,При этом снижение напряжения питания датчика исключает перегрев чув ствительных элементов, но "веер" характеристик по различным горючим газам не расширяется, так как рабочиеточки чувствительных элементов не личине снижения напряжения питаниядатчика, Напряжение питания при изменении концентраций горючих газов отнуля до верхнего предела измеренийснижают от начального значения, соответствующего середине диффузионнойобласти процесса каталитического окисления, до значения, соответствующегогранипе диффузионной и кинетическойобластей процесса каталитического окисления, причем снижение напряженияпитания датчика осуществляют в соответствии с выражением выходят за пределы диффузионной области процесса каталитического окисления, как это может иметь место прииспользовании снижения питания вфункции постоянства сопротивлениячувствительных элементов или поддержания на нулевом уровне выходногосигнала датчика,На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства для реализации способа контроля горючих газов; на фиг. 2 и 3 - графики передаточных характеристик датчика при использовании соответственно предлагаемого и известного способов, где по одной оси отложена взрывоопасность смесей в 7 НПВ, а по другой - выходной сигнал устройства контроля горючих газов (1,); на фиг. 4 - график зависимости выходного сигнала датчика Б от напряжения питания Б на одной и той же газовой смеси, необходимой для определения величин У и Н.Устройство контроля горючих газов содержит чувствительные элементы 1-4, составляющие два плеча мостовой измерительной схемы датчика 5, двадругих плеча которой составляет резистор 6, служащий для балансировки. Выход датчика 5 через резисторы 7 и 8 соединен с входами усилителя 9, коэффициент усиления которого,определяемый отношением величин сопротивлений резисторов 10 и 7, равен К. Выход усилителя 9 соединен с базовым электродом транзистора 11, регулирующего напряжение питания (ток) датчика 5, Резистор 12 служит для задания величины 11 Резистор 13, установленный в цепи питания датчика 5, соединен с входом усилителя 14 через резистор 15. Коэффициент усиления усилителя 14 определяется отношением величин сопротивлений резисторов 16 и 15. Для балансировки усилителя 14 служит резистор 17, соединенный с его входом через резистор 18, Цепи питания усилителей 9 и 14 на схеме, изображенной на фиг. 1, не показаны. Устройство работает следующим об"разом,При от сут ст вии в анализируемой среде горючих газов напряжение питания датчика П=11 о. При этом сигнал датчика Я=О, Падение напряжения на резисторе 13, подаваемое на вход усилителя 14, компенсируется напряжени 1427276ем, подаваемым на другой вход этого усилителя с резистора 17, и напряжение на выходе устройства П црО, При появлении в анализируемой среде горючих газов на выходе датчика 5 фор 5 мируется сигнал Б, который усиливается усилителем 9 в К раз и подается на базу транзистора 11. При этом напряжение на эмиттере транзистора 1 снижается на величину КБ. На такую же величину снижается напряжение питания ц датчика 5, которое становится равным Ц, -КБ. При этом снижается падение напряжения на резисторе 13 и на выходе устройства формируется сигнвп 0, пропорциональный измеряемой величине. Как видно из графиков, изображенных на фиг. 2 и 3, при использовании предлагаемого способа ширинавеера" характеристик датчика по различным горючим газам, а следовательно, и погрешность датчика при определении взрывоопасности многокомлонентных газовых смесей при мерно в 5 раз меньше, чем при использовании известного способа,П р и м е р. Диапазон измерений датчика 0-503 НПВ, Для выбора пара 30 ,метров его питания снимают зависи" мость выходного сигнала датчика от напряжения питания на одной и той же смеси в пределах диапазона измерений, например 23 метана в воздухе (ЗЯБ НПВ) (фиг.4). По графику зави 35 симости Б(У) определяют величины Ц, и Уа, величину 0 О (например, 11,= =19 В) выбирают в середине участка характеристики, наиболее близкого к горизонтальному (в середине диффузионной области). При этом обеспечивается наиболее устойчивая работа датчика, Величину 0 (например, 0= =1,5 В) определяют по точке перегиба 45 характеристики - по границе диффузионной и кинетической областей. Опре",деляют чувствительность датчика в конце диапазона измерений (например, Б =80 мВ), Определяют коэффициент снижения напряжения питания:1 9-1 5 К= -д - =5,0,08Напряжение питания датчика должно снижаться в соответствии с выра- жением Ц=1,9-5 Б.Формула из обр ет енияСпособ контроля горючих газов, заключающийся в их термокаталитическом окислении на поверхности чувствительных элементов датчика, включенных в мостовую измерительную схему, снижении напряжения питания датчика при появлении сигнала на его выходе и определении концентраций горючих газов по величине снижения напряжения питания датчика, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля взрывоопасности многокомпонентных газовых смесей, напряжение питания датчика при изменении концентраций горючих газов от нуля до верхнего предела измерений снижают от начального значения, соответствующего середине ди 4 тфузионной области проЦесса каталитического окисления, до значения, соответствующего границе диффузионной и кинетической областей процесса каталитического окисления, причем снижение напряжения питания датчика осуществляют в соответствии с.выражением1.1 огде У - напряжение питания датчика;- начальное напряжение. питания датчика (напряжение питания при отсутствии горючихгазов в анализируемой среде);Б - выходной сигнап датчика;К - коэффициент снижения напряжения питания датчика,0 о -0К= -кмаксгде 11 - напряжение питания датчика,соответствующее границе диффузионной и кинетической областей процесса каталитического окисления;Б - выходной сигнал датчика, соответствующий верхнему првделу измерений1427276. Составитель В.ЕкаТехред М.Ходанич Корол ректо жни актор Тираж 847 И Государственного комитет делам изобретений и откры Москва, Ж, Раушская набПодписно аказ 48 д, 4 303 роизво но почит рчфическое предприятие, г Ужгород, ул Проектная, 4