Способ контроля газов

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГАЗОВ, заключающийся в периодической подаче на мост термоэлементов электрических импульсов, измерении его разбаланса в конце каждого импульса в неустановившемся тепловом режиме и изменении энергии электрических импульсов в функции температуры, отличающийся тем, что, с цепью повышения его точности, изменение энергии электрических импульсов осуществляют путем изменения их длительности, определяемой по формуле i -Ten e %K evQol 7 е«температура окружающей среды, где при которой осуществляется градуировка моста термоэлементов (нормальная температура ) ; измененная температура окружающей среды; дИЬ, - длительности импульсов, подаваемых на мост термоэлементов при температурах QQ и (Л в, соответственно; Т с постоянная времени моста термоэлементов; k температурный коэффициент сигнала моста термоэлементов . о ел ;о о

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (}9) 011

З1Ю G 01 N 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ где Во

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3531415/18-25 (22) 09.11.82 (46) 30.07.84. Бюл. 0 28 (72) В.М. Гингольд (71) Днепропетровский отдел Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела (53) 543.274(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Я- 240324 кл. G 01 N 25/20, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

У 439742, кл. С 01 N 25/20, 1972 (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГАЗОВ, заключающийся в периодической подаче на мост термоэлементов электрических импульсов, измерении его разбаланса в конце каждого импульса в неустановившемся тепловом режиме и изменении энергии электрических импульсов в функции температуры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения его точности, изменение энергии электрических импульсов осуществляют путем изменения их длительности, определяемой по формуле — температура окружающей среды, при которой осуществляется градуировка моста термоэлементов (нормальная температура); — измененная температура окружающей среды; — длительности импульсов, нодаваемых на мост термоэлеа ментов при температурах eî и

61 соответственно;

- постоянная времени моста термоэлементов; — температурный коэффициент сигнала моста термоэлементов.

1105796

Изобретение относится к газовому анализу и может найти применение в приборах, использующих тепловые методы анализа (по теплопроводности, термохимический и термомагнитный).

Известен способ газового анализа с помощью моста термоэлементов, в котором ток через него пропускают периодически импульсами, а компенсацию влияющих на результаты измерения 19 внешних факторов осуществляют путем изменения энергии этих импульсов (1j .

Однако данный способ не обладает высокой точностью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля газов, заключающийся в периодической подаче на мост термоэлементов электрических импульсов, измерении его разбаланса в конце каждого импульса в Heóñòàíîâèaøåìñÿ тепловом режиме и изменении энергии электрических импульсов в функции температуры (2) .

Недостатком известного способа является низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем стабилизации нулевого сигнала измерительного моста при изменении энергии питающих

ЗО его электрических импульсов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля газов, заключающемуся в периодически подаче на мост термоэлементов электрических импульсов, измерении его разбаланса в конце каждого импульса в неустановившемся тепловом режиме и изменении энергии электрических импульсов в функции температуры, изменение энергии электрических импуль40 сов осуществляют путем изменения их длительности, определяемой по формуле о (- Tf!n(Å " K (8, îlf где 8 — температура окружающей среды, при которой осуществляется градуировка моста термоэлементов (нормальная температура); 5Q — измененная температура окружающей среды;

10 и 11 — длительности импульсов, подаваемых на мост термоэлементов при температурах 55 . В и 8 соответственно;

Т вЂ” постоянная времени моста термоэлементов;

К вЂ” температурный коэффициент сигнала моста термоэлементов.

На чертеже изображен график на- растания сигнала моста термоэлементов U от времени t при подаче на него электрического импульса.

Величина времени Т, определяемая точкой пересечения касательной к графику функции U = f(t) в начале коор" динат с горизонтальной линией, соответствующей установившемуся значению сигнала моста термоэлементов, является его Постоянной времени.

Величина времени является временем переходного процесса моста термоэлементов.

Как видно из графика, при длительности импульсов, равной или большей и сигнал моста термоэлементов достигает установившегося значения (величины С) и не зависит от длительности импульсов.

Поэтому для обеспечения возможнос" ти изменения сигнала моста термоэлементов путем, изменения времени питающих его импульсов их длительносность должна быть меньше времени переходного процесса моста термоэлеи ментов

Величина длительности импульсов о при нормальной температуре 8р должна находиться в центральной области интервала времени, ограниченного значениями О и . При этом обеспечивается запас регулирования длительности импульсов при изменении температуры в обе стороны от 60.

Способ осуществляется следующим образом.

Установив при нормальной температуре Яо длительность электрического импульса 10, получают величину сигнала моста термоэлементов 0 . Изменяя в функции температуры величину длительности импульса в ту или другую сторону, изменяют в определенных пределах величину сигнала моста термоэлементов, компенсируя тем самым температурную погрешность и не нарушая при этом стабильность его нулевого сигнала.

Так, при повышении температуры, например, до величины 9<, уменьшив длительность импульсов до величины уменьшают сигнал моста термоэлементов до величины 0<, скомпенсировав тем самым его увеличение, вызванное

10579á з 1 приростом от температуры теплопроводности газа (для анализа по теплопроводности) или возрастанием активности катализатора (для термохимического анализа).

При понижении температуры необходимо соответствующее увеличение длительности электрических импульсов, питающих мост термоэлементов..

Определение длительности импульсов в функции температуры производится по формуле - о

4 =-тбя(е К(81-8,)).

Аналогично может быть произведено изменение времени импульсов в функции других влияющих факторов — давления, влажности и т.п.

Пример. Мост термоэлементов газоаналиэатора с постоянной времени

Т = 0,7 с питается при температуре окружающей среды 8> = 20 С электрио ческими импульсами длительностью — I,0 с. Температурный коэффициент сигнала моста термоэлементов К =

= 0,002 1/ С. Необходимо определить длительность питающих импульсов (4<) при температуре окружающей среды

81= 50 С.

= -О, 7 1п (ео +О, 002 (50-20))

=-О, 7 ln О, 299 = -О, 7 (-1, 21) 0,845 (с

Таким образом, для компенсации . температурной погрешности моста терУ моэлементов при изменении температуры от 20 до 50 С время питающих его о импульсов должно быть изменено с до 0,845 с.

Для автоматического изменения вре мени импульса в функции температуры времязадающая цепь устройства, формирующего импульсы, должна содержать один или несколько термореэисторов.

С помощью комбинированного соединения термореэисторов с термонезависимыми резисторами может быть получена времязадающая цепь, обеспечивающая, практически, любой закон изменения времени импульса в функции температуры.

Эффектйвность предлагаемого способа определяется тем, что по сравнению с известным он позволяет беэ усложнения осуществлять контроль газов с высокой степенью точности в широком диапазоне температур.

Так, например, в измерителе суммы горючих газов применение изобретения позволяет снизить его погрешность в

1,8 раза при изменении температуры окружающей среды от 20 до 50 С, что особенно важно для приборов, работаю,щих в условиях ликвидации подземных пожаров.

).

Применение изобретения позволяет повысить уровень техники безопасности в горнодобывающей и других отраслях . промьпппенности.