ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловые газоанализаторы из "Теплотехнические измерения и приборы " Газоанализаторы термокондуктометрические. Газоанализаторы, основанные на измерении теплопроводности анализируемой газовой смеси, применяются для определения процентного содержания какого-либо одного компонента двуокиси углерода ( Og), водорода (Нг), аммиака (NHg), гелия (Не), хлора ( lg) и других газов, имеющих резко отличные коэффициенты теплопроводности по сравнению с другими компонентами смеси. Анализ многокомпонентной газовой смеси по ее теплопроводности можно производить при условии, что все компоненты газовой смеси, кроме определяемого, имеют одинаковую теплопроводность. Если в газовой смеси имеются компоненты, которые могут исказить результаты анализа, то, как будет показано ниже, тем или иным способом устраняют их влияние-В табл 21-3-1 приводятся значения теплопроводности Я, температурные коэффициенты теплопроводности р и отношения теплопроводности некоторых газов к теплопроводности воздуха при температуре 100° С. [c.577] Температура и влажность отбираемой пробы газовой смеси могут колебаться в достаточно широких пределах. Поэтому для уменьшения влияния переменного состава водяных паров на результаты анализа, а также для снижения температуры и влажности пробу газовой смеси охлаждают до определенной температуры с помощью водяного холодильника. Это позволяет стабилизировать температуру и влажность газовой смеси, поступающей в приемный преобразователь газоанализатора. В некоторых случаях, например в газоанализаторах, предназначенных для определения СОа в бинарных смесях с повышенной или переменной влажностью, для стабилизации ее перед приемным преобразователем газоанализатора устанавливают барботеры, в которых сравнительный и анализируемый газы увлажняются до насыщения. [c.578] Питание мостовой измерительной схемы современных газоанализаторов осуществляется постоянным токОм от источника стабилизированного питания (ИПС). Резистор i д, включенный в цепь питания, предназначен для установки тока питания моста при градуировке газоанализатора на заводе-изготовителе. [c.579] Для уменьшения влияния колебания температуры воздуха, окружающего приемный преобразователь газоанализатора, необходимо, чтобы было соблюдено равенство сопротивлений чувствительных элементов = i 2 = = Яд с наивысш ей степенью точности. При протекании через газовые камеры воздуха мост должен быть электрически уравновешен и указатель милливольтметра должен находиться на отметке, соответствующей начальному значению шкалы. Незначительные отклонения от равновесия схемы в тот момент, когда все четыре чувствительных элемента омываются воздухом, устраняются с помощью регулируемого резистора Сопротивление этого резистора составляет примерно 0,15 Ом. [c.579] Для подгонки сопротивления линии связи до заданного значения служит резистор Яу. Параллельно с показывающим измерительным прибором может быть включен также и самопишущий милливольтметр. В этом случае градуировка газоанализатора должна быть выполнена с учетом сопротивления второго вторичного прибора и определенного значения сопротивления линии связи. [c.579] Реохорд вторичного прибора включен в измерительную диагональ сравнительного моста преобразователя. К токоотводу реохорда и к нижней вершине рабочего моста преобразователя подключен вход электронного усилителя. [c.581] Чувствительные элементы рабочего моста и R/ находятся в измерительных камерах и омываются анализируемой газовой смесью. В газоанализаторах типа ТП2220, предназначенных для определения СОа, чувствительные элементы рабочего моста R и R2 помеш,ены в закрытые камеры, заполненные воздухом. Чувствительные элементы сравнительного моста R и Rs находятся в закрытых камерах, заполненных газовой смесью (воздух + 20% Og), соответствующей конечному значению шкалы. Два других чувствительных элемента сравнительного моста (7 д, R ) находятся также в закрытых камерах, заполненных воздухом, что соответствует начальному значению шкалы. Резисторы Re, и Ri предназначены для установки тока питания рабочего и сравнительного мостов при градуировке газоанализаторов. Резистор Ro служитдля корректировки нуля газоанализатора, когда чувствительные элементы рабочего моста и омываются воздухом. [c.581] При равновесии измерительной схемы преобразователя напряжение на вершинах рабочего моста аЬ уравновешивается частью напряжения, снимаемого с реохорда выше движка. Б этом случае напряжение на входе усилителя практически равно нулю. При изменении концентрации Og в газовой смеси напряжение на вершинах рабочего моста изменится и на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, которое усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя. Выходной вал реверсивного двигателя через систему кинематической передачи воздействует на движок реохорда, изменяя компенсирующее напряжение на верхнем участке реохорда до тех пор, пока оно не уравновесит напряжение на вершинах рабочего моста Uab- Одновременно валом реверсивного двигателя приводят в действие каретку с указателем и пером, фиксируя значение измеряемой концентрации Og в анализируемой газовой смеси. [c.581] Газоанализаторы с другими диапазонами измерений отличаются от рассмотренных приборов только процентным содержанием газовой смеси в закрытых камерах рабочего и сравнительного мостов. [c.582] Основным преимуществом компенсационной измерительной схемы является то, что показания газоанализаторов в меньщей степени зависят от колебаний напряжения питания и от изменения температуры воздуха, окружающего приемный преобразователь, так как эти влияющие величины одинаково действуют на рабочий и сравнительный мосты. Изменения показаний газоанализатора при изменении температуры воздуха, окружающего преобразователь, будут тем меньще, чем с большей точностью соблюдено равенство сопротивлений чувствительных элементов мостов. [c.582] Компенсационная измерительная схема позволяет создавать газоанализаторы для измерения малых концентраций определяемого компонента в бинарных и многокомпонентных газовых смесях, В этом случае приемный преобразователь снабжается двумя рабочими мостами и одним сравнительным мостом. Для устранения влияния на показания газоанализатора переменного содержания какого-либо неопределяемого компонента газовой смеси компенсационная измерительная схема позволяет кроме рабочего и сравнительного мостов включить в схему компенсационный мост. Рассмотренная измерительная схема газоанализатора позволяет также осуществлять автоматическую корректировку возможного изменения показаний и от других влияющих величин. [c.582] Для газоанализаторов, показанных на рис. 21-3-2, сопротивление каждого провода, соединяющего приемный преобразователь с реохордом вторичного прибора, должно быть равно 2,5 0,05 Ом. Пределы допускаемой основной погрешности 2,5% диапазона измерения. Изменения показаний газоанализаторов при изменении температуры окружающего воздуха от 20 5° С до любой температуры в пределах от 5 до 50° С на каждые 10° С не превышают 2% диапазона измерения. Изменение показаний газоанализаторов при изменении напряжения питания на 10% не более 2,5% диапазона измерения. Запаздывание показаний газоанализаторов при изменении концентрации газовой смеси на входном штуцере приемного преобразователя не превышает 4 мин. [c.582] При диффузионном подводе газа в камеру показания газоанализатора в значительно меньшей степени зависят от расхода газовой пробы. При установке чувствительных элементов в прямоточных каналах приемный преобразователь будет иметь меньшую инерционность, но в этом случае на показания газоанализатора будет значительно влиять изменение расхода анализируемого газа. [c.584] Термохимические газоанализаторы. Из числа термохимических газоанализаторов наибольшее распространение получили газоанализаторы, основанные на измерении полезного теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) определяемого компонента анализируемой газовой смеси. Г азоанализаторы этого типа находят применение для определения СО + На или СО в продуктах горения и в других газовых смесях, а также СН4 в рудничной атмосфере. [c.584] Имеются две модификации термохимических газоанализаторов, в которых используется реакция каталитического окисления. К первой модификации относятся газоанализаторы, в которых реакция каталитического горения определяемого компонента осуществляегся на поверхности на гретой каталитически активной тонкой проволоки (например, платиновой). Эта проволока является одновременно чувствительным элементом. [c.584] Ко второй модификации относятся газоанализаторы, в которых каталитическое окисление определяемого компонента осуществляется на твердом гранулированном катализаторе при протекании через него анализируемой газовой смеси. В этом случае полезный тепловой эффект каталитического горения измеряют в рабочей камере с помощью чувствительного элемента, выполненного из тонкой платиновой проволоки или термобатареи. В переносном газоанализаторе для определейия СН в рудничной атмосфере каталитическое горение осуществляется на твердом шарообразном катализаторе, выполненном из окиси алюминия, с нанесенной иа его пористую поверхность платинопалладиевого катализатора. Внутри шарообразного катализатора находится платиновая спираль, которая выполняет функции чувствительного элемента. Такое выполнение чувствительного элемента обеспечивает более высокую, надежность и стабильность характеристик прибора по сравнению с газоанализаторами первой модификации. [c.584] Плечи неуравновешенного моста приемного преобразователя и / з, являющиеся соответственно рабочим и сравнительным чувствительными элементами, изготовлены из тонкой платиновой проволоки. Рабочий чувствительный элемент на поверхности которого происходит каталитическое горение определяемого компонента, помещен в камеру. Через зту камеру непрерывно протекает анализируемый газ. Сравнительный чувствительный элемент Яд, аналогичный по устройству рабочему, помещен в герметически закрытую камеру, заполненную воздухом. Плечи моста Яг и Я выполнены из манганиновой проволоки. [c.585] В рабочей камере горение в присутствии катализатора происходит за счет свободного кислорода в анализируемом газе или за счет дополнительно поступающего через специальное сопло камеры воздуха в количестве около 30% общего объема анализируемого газа. Благодаря выделению тепла при сгорании определяемого компонента возрастает температура чувствительного элемента Я , а следовательно, и его сопротивление, вследствие чего равновесие моста нарушается. Разность потенциалов, возникшая при этом на вершинах моста, будет пропорциональна количеству выделившегося тепла, а следовательно, и содержанию определяемого компонента в анализируемом газе. Это дает возможность градуировать шкалу милливольтметра непосредственно в процентах по объему СО, СО + Нг или СН4. [c.585] Для коррекции нуля газоанализатора служит регулируемый резистор Яо- В момент проверки нуля чувствительные элементы Я и Яз омываются воздухом. [c.585] Вернуться к основной статье