Термомагнитный газоанализатор на кислород

 

№ 104001

Класс 421, 41, СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д. И. Агейкин, И. Н. Воробьев, С. П. Михайлов, Л. С. Дворкин, Э. Л. Ицкович и А. В. Лощинская

Термомагнитный газоанализатор на кислород

Заявлено ЗО марта 1955 г. за № 5964/453021 в Министерство промышленности строительных материалов СССР

Изобретение относится к термомагнитным газоанализаторам на кислород, состоящим из нагревателей, смонтированных в сменных чувствительных элементах, расположенных в неравномерном магнитном поле.

Известные термомагнитные газоанализаторы имеют ряд недостатков, основными из которых являются;

1) дрейф нуля прибора со временем; 2) невозможность замены чувствительных элементов при выходе их из строя без разборки магнитной системы и переградуировки прибора;

3) влияние угла наклона на показания прибора (на один градус наклона до 2% кислорода).

Указанные недостатки не дают возможности использовать такие газоанализаторы, например для автоматического контроля дымовых газов.

С другой стороны, эти газоанализаторы не позволяют получить при одной базовой конструкции различные характеристки и пределы измерения с сохранением максимальной чувствительности.

В предлагаемом термомагнитном газоанализаторе все указанные недостатки устранены. Смена чувствительного элемента дает возможность получить прибор на различные пределы измерения с различным характером шкалы и с высокой чувствительностью. Отсутствие же зависимости показаний прибора от угла наклона позволяет применять его, например, на пароходах для контроля горения топок и т, п.

Отличительная особенность предлагаемого термомагнитного газоанализатора заключается в том, что в нем применены два чувствительных элемента с нагревателями, расположенными по краям полюсов магнита и включенных так, что изменения сопротивления, вызванные тепловыми потоками при наклоне прибора, компенсируются в мостовой схеме, а для. получения различного характера шкалы прибора использованы сменные чувствительные элементы с различным расположением нагревателей по отношению к их корпусу.

Фиг. 1 изображает общий вид газоанализатора; фиг. 2 — разрез по линии ЛАББ на фиг. 1; фиг. 3 и 4— узел чувствительных элементов и магнита в двух проекциях; фиг. 5— три варианта выполнения чувствительных элементов с различным, № 104001 расположением нагревателей; фиг. 6 — чувствительный элемент в двух проекциях; фиг. 7 — нагреватель чувствительного элемента; фиг.

8 и 9 — два варианта схемы включения нагревательных элементов.

Предлагаемый термомагнитный газоанализатор имеет постоянный магнит 1 (фиг. 1 — 4), две пластины 2 и 8 магнитопровода, два полюсных наконечника 4 магнита, впаянных в боковые стенки 5 и б камеры, через которую пропускают анализируемый газ, и два чувствительных элемента 7, скрепленных с крышкой 8 камеры. Для изоляции проводов имеются втулки 9.

С противоположной стороны камера закрыта крышкой 10 (фиг. 4), имеющей бортик 11 и перегородку12 из стеклянной ткани, служащей для разбивания струй газа и дополнительной фильтрации.

Анализируемый газ поступает в камеру через трубку 18, перегорор,ку 12 и выходит из нее через трубку 14.

Прокладки 15 и 1б служат для герметизации камеры, которая прикреплена винтом 17 к пластине 8 магнитопровода.

Чувствительный элемент (фиг. 5) состоит из двух фигурных металлических боковин 18 и 19 и двух изоляц ион н ых в клады шей 20, им еющи х щели для закрепления нагревателя 21. С одной стороны чувствительного элемента выводные пластины нагревателя соединены между собою шиной 22, к которой приварен проводник 28.

Нагреватель (фиг, 7) состоит из двуx изоляционных пластинок 24, имеющих выводные пластины 25, к которым прикреплены концы проволоки 2б, например вольфрамовой, навитой на пластины. Обе пластины 24 защищены тонким слоем 27 из стекла.

Нагреватели включены по схеме моста (фиг. 8), взаимно противоположные плечи которого образованы соответственно парой нагревате.лей 7а и 7б, расположенных по краям полюсного наконечника 4 магнита справа и слева от него, и парой крайних нагревателей 7в и 7г. По.тенциометр 28 предназначен для баланса моста при некоторой неидентичности нагревателей. Напряжение источника питания подбирается с расчетом получения температуры нагревателей — 200 — 300, Зажимы 29 подключаются к источнику питания. Зажимы 80 — к измерительному прибору.

Анализируемый газ, попадая на чувствительные элементы, нагревается, причем магнитные свойства входящего в состав газа кислорода снижаются, в результате чего возникают термомагнитные потоки, направленные через чувствительные элементы от центра магнитного полюса вправо и влево. Нагреватели 7а и 7б при этом охлаждаются.

Выходное напряжение, подводимое к измерительному прибору, получается как результат суммирования эффектов изменения сопротивлений обоих чувствительных элементов.

При наклоне прибора относительно оси камеры вправо или влево появляющиеся конвективные потоки направлены в обоях чувствительных элементах в одну и ту же сторону и вызывают охлаждение элементов 7б и 7в (или 7а и 7г), находящихся в соседних плечах моста и, следовательно, не приводят к его разбалансу.

В газоанализаторе предусмотрены три варианта Л, Б и В выполнения чувствительных элементов (фиг. 5—

Л, Б и В), дающих различные характеры шкал прибора. Все варианты имеют один и тот же нагреватель и отличаются расположением его относительно боковин 18 и 19 корпуса.

Вариант В предусматривает два нагревателя, причем мост выполняется по схеме, изображенной на фиг. 9.

Чувствительные элементы по вариантам Б и В, дающие высокую чувствительность в начале шкалы, позволяют обеспечить контроль и регулирование процессов горения печей и топок в цементной, стекольной, керамической промышленности и др.

В химической промышленности они применимы для контроля процессов, где газовая среда не допускает наличия кислорода.

Чувствительный элемент по варианту Л дает характеристику, близ№ 10400 1, кую к линейной, и применим для измерения больших содержаний кислорода.

Предмет изобретения

1. Термомагнитный газоанализатор на кислород, состоящий из нагревателей, смонтированных в сменных чувствительных элементах, расположенных в неравномерном магнитном поле, отл ича ю.щи и ся тем, что, с целью устранения зависимости показания от угла наклона прибора, применены два чувствительных элемента с нагревателями, расположенными по краям полюсов магнита и включенных так, что изменения сопротивления, вызванные тепловыми потоками при наклоне прибора, компенсируются в мостовой схеме.

2. Термомагнитный газоанализатор по п 1, отличающийся тем, что, с целью получения различного характера шкалы прибора, применены сменные чувствительные элементы с различным расположением нагревателей по отношению к их корпусу.