Способ измерения концентрации парамагнитного компонента в газовой среде

 

иСПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ 11АРА 1АГНИТНОГО КОМПОНЕНТА В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ, основанньш на регист-i рации измерительной системой физической величины, функционально связанной с магнитной проницаемостью, газа в исследуемой среде, отличающийся тем, что, с целью . повьшения чувствительности измерения, в исследуемой среде возбуждают акустические колебания, и в точках пространства , совпадающих с формой акустических колебаний, измеряют значение переменной составляющей регистрируемой величины, по значению которой определяют концентрацию парамагнитного компонента.

3f59 G 01 N 27/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HGMHTET СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНйй И ОТНРЫТИЙ (21) 2789856/18-25 (22) 05,07.79 (46) 30,11,84,Бюп.Р- 44 (72) И.Н.Сапранков и Е,Д.Валиев (71) Физико-технический институт

АН ТССР (53) 543.274 (088.8) (56) 1.Агейкин Д,И. Магнитные газоанализаторы, M-Л,, Госэнергоиздат, 1963, с.192-194, 2. Там же. с,195 (прототип }. (54)(57) 1.СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРАИАГНИТНОГО КОМПОНЕНТА В

ГАЗОВОЙ СРЕДЕ, основанный на регист

„„SU„„.1126 5 рации измерительной системой физической величины, функционально связанной с магнитной проницаемостью

i газа в исследуемой среде, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью. повыпения чувствительности измерения, в исследуемой среде возбуждают акустические колебания, и в точках пространства, совпадающих с формой акустических колебаний, измеряют значение переменной составляющей регистрируемой величины, по значению которой определяют концентрацию парамагнитного компонента.

1126858 мую концентрацию, 2. Способ по п,i о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения расхода исследуемой газовой среды, используют стоячие акустические колебания в замкну.. том объеме с исследуемой :редой

3, СпОсОб по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения времени эамещенчя исследуемой среды, используют бегущие волны в открытом пространстве с исследуемой средой.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, к способам анализа веществ пс их магнитным свойствам,и .может быть использовано, например, цля определения концентра- 5 ции свободного кислорода в составе топочных газов.

Анализ концентрации кислорода в газах в настоящее время проиэво1О дится различными способами, основанными на использовании различных зависимостей физических и химических величин от концентрации свободного кислорода в газовой среде.

Известны способы определения концентрации кислорода в газовой среде по ее магнитной проницаемости.

Определение магнитной проницаемости среды осуществляют измерением функционально связанных с ней величин, Такими величинами являются, например, индуктивность и взаимная индуктивность катушек, охватывающих обьем. с исследуемой средой, коэффициент передачи радиоканала связи, проходя- 25 щего через исследуемую газовую смесь; частота автогенератора, задающий контур которого находится в исследуемом газе; магнитная индукция поля, пронизывающего исследуемый объем ЗО и т,д. (1), Изменение концентрации свободнсго кислорода в газе сопровождается сопутствующими изменениями магнитной пронлцаемости газовой среды и З5 функционально связанных с ней регистрирующих величин. Таким образом, 4„ Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, одновременно с возбуждением акустических колебаний в исследуемой среде возбуждают ; этой же частотои акустические колебания в эталонной среде, изменяют степень влияния на регистрируемую физическую величину колебаний магнитной проницаемости исследуемой и (или 1 эталонной газовых сред, и по отношению степеней влияния в момент компенсации определяют искозначение регистрируемой величины является мерой концентрации свободного кислорода при использовании иэв стных способов. Например, индуктивность катушки пропорциональна магнитной проницаемости вещества в ее объеме, следовательно, тракт измерения пндукт лвнссти может быть непссредс" венно откалибрсван для концентрации вещества с известной магнитной проницаемсстью, находящегося в объеме катушки, Известно, что попытки анализа газов по их магнитным свойствам не дали удовлетворительных результатов из-эа дрейфа нуля измерений.Это обусловлено низкой магнитной проницаемостью молекулярного кислорода, и, как следствие, слабой зависимостью регистрируемых величин ст его концентрации, Действительно, относительная магнитная проницаемость кислорода составляет при его нормальном давлении и температуре 1;0000018, Следовательно, замещение объема с вакуумом 1002-ным кислородом вызывает, например, приращение индуктивности катушки всего на 1,8 -10

-а

Поскольку зависимость других физических величин от магнитной проницаемости может быть и не пропорциональна степенной, и диапазон возможных измеряемых концентраций распространяется дс 0,17,тс требуемая разрешающая способность измерений к настоящему времени должна на3 ходиться на уровне 1О ь — 10 Õ, Таким образом, задача определения концентрации кислорода по изменению величины, функционально связанной с магнитной г:роницаемостью газа, 5 сводится к выделению и регистрации приращения этих величин, вызываемых присутствием кислорода, в то время, как сама величина превышает эти приращения на несколько порядков ° При 1О этом, дрейф величины во времени за счет нестабильности измерительной системы при измер нии температуры и других дестабилизирующих факторов окружающей среды воспринимается при измерении известными способами как информативная составляющая. Этим объясняется значительный дрейф нуля измерений известными способами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения концентрации парамагнитного компонента в газовой среде, основанный на регистрации измерительной системой физической величины, функционально связанной с магнитной проницаемостью газа в исследуемой среде P2), Недостатком этого способа являет11268 ся низкая чувствительность и точность измерения, обусловленная нестабильностью измерительной системы, Цель изобретения — повышение чувствительности измерений.

Поставленная цель достигает"я тем, что согласно способу измерения концентрации парамагнитного компонента

35 в газовой среде, основанному на регистрации измерительной системой физической величины, функционально связанной с магнитной проницаемостью

40 в исследуемой среде, в исследуемой среде возбуждают акустические колебания, и в точках пространства совпадающих с формой акустических . кол-баний, измеряют значение перемен45 ной составляющей регистрируемой вели-. чины, по значению которой определяют концентрацию парамагнитного компонента.

С целью снижения расхода исследуе-.

50 мой газовой среды, используют стоячие акустические колебания в замкнутом объеме с исследуемой средой.

С целью уменьшения времени замещения исследуемой среды, используют бегущие волны в открытом прост55 ранстве с исследуемой средой, С целью повышения точности из.мерения, одновременно с возбуждением

58 4 акустических колебаний в исследуемоИсреде возбуждают с этой же частотой акустические колебания в эталонной среде, изменяют степень влияния на регистрируемую физическую величину колебаний магнитной проницаемости исследуемой и (или ) эталонной газовых сред, и по отношению степеней влияния в момент компенсации определяют искомую концентрацию.

Предлагаемое техническое решение позволяет перейти к непосредственному измерению информативной составляющей регистрируемой величины, так как изменения детерминированных приращений регистрируемой величины осуществляются за достаточно короткие временные интервалы, в течение которых дрейф этой величины пренебрежимо мал. Усреднение результатов измерения в пространстве за счет использования осцилляций магнитной проницаемости объема исследуемой среды в пределах нескольких длин акустических волн и во времени (за счет использования нескольких периодов акустических колебаний ) обеспечивает высокую помехоустойчивость измерений, Таким образом, перечисленные особенности обеспечивают увеличение чувствительности и точности измерений, Использование режима стоячих акустических колебаний или режима бегущих акустических волн позволяет получать наиболее оптимальные характеристики в отношении либо экономичности расхода исследуемой среды, либо быстродействия и точности измерений, Проведение же указанных режимов в двух газовых смесях одна из которых является эталонной, и компенсация воздействия гроцесса модуляций магнитной проницаемости анализируемой среды за счет воздействия аналогичного процесса в эталонной среде позволяет перейти к компенсационному методу измерений концентраций парамагнчтного компонента, что позволяет повысить точность измерений, Предлагаемый способ описывается на частном примере физической величины — индукции магнитного поля в объеме с исследуемым газом, помещенным в магнитном попе. Однако пред лагаемьгй способ справедлив и для других названных величин, функцио1126858 нально связанньм с магнитной проницаемостью газа.

Сущность способа заключается в следующем.

Возбу11дение акустической волны 5 в некотором объеме позволяет получить модуляци10 плотности следовательно, и магнитной проницаемости газовой среды. При этом, результирун)щая магнитная проницаемость всего объема с газом может оставаться неизменной. Реакция регистрирующегося объема параметра на модуляцию маг" нитной проницаемости при известных способах измерений объема бьв1а Gbl минимальна, поскольку чувствительность измерительной системы относительно магнитной проницаемости элементарнь1х объемов для всех участков исследуемого пространс.ва явллется 213 квазипостоянной величиной, В рассматриваемом способе предлагается использовать измерительну1о систему, чувствительность которой относительно магнитной проницаемости элементар- ных объемов является функцией координат пространства„ причем согласо=ванной с формой возбуждаемых акустических колебаний. Зтим дости:-.ается оптимальная связь переменной составляющей регистрируемой величины с возмущением магнитной проницаемости газа во всем исследуемом объеме и максимальная гомехоустойчивость измерений. Первоначально расс.отрим режим возбу3кцения стоячих акустических колебаний. Возбуждение в газовой среде стоячих акустических колебаний приводит к модуляции ее плотности Р,„, 4О

В случае тоячих акустических колебаний это может быть выражено в виде зависимости у =р 1+ асов Х соз271Р1 Л го

Ъ где о — средняя плотность газа в .3 О резонаторе; коэффициент глубины модуляЦии (О, О 3 -О, 41 );

Х вЂ” координата пространства; F — - длина волны и частота акустических колебаний, соотвественно.

Модуляция плотности газа вызывает 55 модуляцию магнитной проницаемости . и Ii (p+(p-iJcas Ф ссв 2л Ф.1,,2, Z7i ь1 где 1-2- — магнитная постоянная, равlaH 4Я.)O н/м; относительная магнитная проницаемость исследуемого газа при el o нормальном дав-" лении и температуре, Модуляция магнитной проницаемос-: ти - „,исследуемого газа непосредственно оказывает влияние на физнческу10 величину„ функционально с ней связанную.

В качестве примера таких величин

2!ОжнО назвать след ющие. "магнитный поток, пронизывающий объем с Hcследуемы21 газом;. коэффициент взаимной связи двух катушек индуктивности, связь между которыми осуществляется за счет магнитных полей рассеяния, проннзывающ. :-..х объем с исследуемым газом: индуктивность катушки объем которОА заполнен анализируе23ым га— зом:, поворот плоскости поляризации света, про;-.Нзывающего объем с исследуемым газом,, размещенным в магнит-нем поле и ряд других вели ин,. а

В ЕЛИ Чк. НЫ B E O P i3 E EI 0 3 R P K G ) 3 8BH имостH, на21ример, частота резона11са ко12тура, индуктивность катушки которого зависит от магнитной проницаемости с исс.;:едуемой средо H I-.д, t

По скольку при воз бужцении кус тичес,Hx zo;iебаний в ж следуемом объеме наблюдается осцилляция магнитной проницаемости газа, переменная составляющая которой является знакопеременной функцией координаты объема Х, то для эффективного синфазного воздействия на регистрируемую величину осцилляций магнитной проницаемости элементарных объемов газовой смеси используется фазирование данных возденствий на регистрируемую величину, Зто достигается в ка>хдом конкретном случае специальной конструкцией первичного преобразователя. Так, например, в случае физической величины (3,3 достаточно использовать датчик магнитного готока с чувствительностью, которая Являлась бы знакопеременной периодической (c периодом F ) функцией координаты Х объема резонатора,;:аксимальное значение которой приходит".ÿ на ny-*Q0Ció аКч отрЧЕСК3 1 ОЛЕ23 Нчй случае (Б ) и (В) — выполнение дан- .

/ ных катушек секцнонированнь2м с разб858 случае можно утверждать (пренебр"гая демфирующими свойствами стенок камеры с газовой смесью), что амплитуда акустических колебаний в камере определяется исключительно подводимой мощностью от возбудителя.

Преимущества режима бегущих волн можно уяснить, например, из рассмотрения процессов, происходящих при

10 возбуждении бегущих акустических волн в камере, выполненной в виде цилиндрической трубы, заполняемой (продуваемой ) анализируемой газо- вой средой и согласованной по звуко15 ному сопротивлению с возбудителем акустических колебаний — с одного ее торца, и с окружающим пространством — с другого ее торца.

В этом случае для плотности газа

20 g и его магнитной проницаемости ь„

Указанное выполнение измерительного преобразователя позволяет реализовать оптимальное (коррелирован-: ное1 накопление ичформационного сигнала и высокую помехо стойчивость измерений, что в конечном итоге обеспечивает высокую чувствительность измерения концентрации парамагнчтного компонента в газовой среде, Возбуждение с достаточной ампли- . тудой стоячих акустических колебанйй требует замкнутого объема с исследуемой средой, так к"-. резонансное усиление акустических колебаний возможно лишь в резонаторе с высоким значением его добротности, Использование замкнутого объема позволяет

pQ минимума снизить расход исследуемо25 го газа, На это условие определяет и один иэ принципиальных недостатков рассмотренного режима — ограничение быстродействия измерений, которое,. в основном, определяется временем замещения газовой среды в данном

30 объеме.

Другим недостатком рассмотренного режима возбуждения акустических колебаний, хотя и принципиально преодолимым, является дополнительная погрешность, возникающая за счет уменьшения амплитуды стоячих акустических колебаний при измерении длин акустической волны, например, под . влиянием изменения температуры окружающей среды (уход частоты акустических колебаний от резонансной частоты резонатора сопровождается резким падением амплитуды акустических . колебаний), 45

Указанных недостатков можно избе-:; жать путем использования режима возбуждения бегущих акустических волн, Такое решение позволяет отказаться от использования замкнутых объемов с газом (т,е, объемов с четко выраженными граничными условиями резонаторов )и использовать в качестве камеры, например, полую трубу, следова- . тельно, уменьшить время замещения газовой среды в данном объеме и повысить стабильность амплитуды акусти.ческих колебаний, так как в данном

7 112 носом данных секций вдоль координаты на расстоянии, кратном половине длины акустической волны, размещение раиных секций вблизи пучностей акустических колебаний и противофаэное включение смежных катушек. могут быть записаны следующие выра»

}женив .

/, g (3-) о = у "1+ а cos (2, " F<+ — Х ц (4) Эти выражения показывают, что в режиме возбуждения акустических бегущих волн в газовой среде (аналогично тому, как это происходит при режиме стоячей акустической волны 1 в газовой среде наблюдается осцилляция магнитной проницаемости среды, В отличие от выражений (21 и (1) в выражениях (3 1 и (4 } не содержится множитель

co> 4

Таким образом; в режиме бегущих акустических волн осцилляция магнитной проницаемости носит знакопеременный характер (вдоль оси Х ) с периодом, равным длине акустической волны Л, но, в отличие от режима стоячих волн, с постоянной амплитудой осцилляций во всех точках объема камеры (пренебрегая незначительным декрементом затухания акусти» ческих колебаний ), Таким образом, используя первичный преобразователь физической воличины, функционально связанный с магнитной проницаемостью газа в исследуемом объеме, чувствительность которого является периодической (с периодом у1} функцией координаты Х объема, можно зарегистрировать амплитудное

1126858 значение переменной составляющей этой величины, а значит, измерить концентрацию парамагнитной составляющей, Следовательно, предлагаемые разновидности способа отличаются режимами возбуждения акустических колебаний в анализируемой среде„ а также приемами согласования чувствительности первичнога преобразователя с параметрами возбуждаемых колебаний, На основани отмеченного можно выi5 делить следующие моменты, Возбуждение бегущих акустических волн может быть осуществлено теми же средствами, что и возбуждение стоячих акустических волн. Возбуждение бегущих волн требует согласования входного и выходного импедансов с акустическими сопротивлениями возбудителя и окружающей среды соот ветственно, Поскольку такое согласование можно обеспечить в открытом с обоих сторон объеме (например, в полости, выполненной в виде трубы )„ такое решение позволяет резко снизить время замещения анализируемой среды в данном объеме, а следовательно, и инерционность измерения. Этот режим предпочтительней там, где не 30 нормируется расход анализируемой сме-. си, Когда предъявляются высокие требования в отношении минимального расхода исследуемой газовой смеси,. может быть успешно использован режим стоячих акустических колебаний, Поскольку камера с газовой смесью, в которой осуществлен режим бегущей волны, является широкополосной системой, то при этом устраняется одна щ иэ составляющих погрешности, обусловленная нестабильностью амплитуды акустических колебаний за счет изменения длины акустической волны в газовой смеси, например, при измерении ее состава, температуры и т,д, 3

В качестве первичных преобразователей регистрируемых величин при реа лизации предлагаемого способа используются все типы первичных преобразователей, чувствительность которых являлась бы периодической функцией координаты Х 1с периодом Л), но, в отличие от режима стоячих акустических колебаний, в режиме возбуждения бегущих волн к размещению данных преобразователей относительно торца камеры не предъявляются высокие тре бования, так как в режиме бегущих волн в исследуемой среде отсутствуют пучность и узлы колебаний, а, следовательно, чувствительность пре» образователя независимо от его смещения является постоянной величиной.

11а фиг.1 приведена функциональная схема газоанализатора на кислород„„ реализующего предлагаемый способ„" на фиг.2 = конструкция датчика ЗДС Холла со схемой его питания, B зазор магйи ной сис-.емы 1 помещена камера 2. Один конец камеры сопряжен с возбудителем 3 акустических колебаний, запитываемым от генератора 4, а другой ее конец согласован по акустическому импедансу с окружающей средой в случае возб,ждения бегущих волн и закрыт в случае возбуждения стоячей волны, Камера 2 продувается (заполняется ) анализируемой газовой средой, Возбуди-. тель 3 акустических колебаний может бь ть выполнен в виде преобразователя электрических колебаний в акустические, который запитывает— ся от генератора переменного тока или в виде яэычкового воэбуцителя акустических колебаний ьшироко применяемого в музыкальных инструментах, а также в мощных источниках звука типа сирен). Бо втором случае необходим преобразователь акустических колебаний в электрические сигналы. В зазор магнитной системы 1 помещен преобразователь магнитной индукции — многоэлектродный датчик Холла 5 таким образом, что он пронизывается магнитным потоком, проходящим через объем исслецуемой газовой среды. Для удобства чтения схемы измерительного тракта датчик

Холла 5 изображен вне магнитной схеьы, при этом его местоположение в зазоре магнитной системы указано на схеме линией с аналогичной оцифровкой 5, Датчик Холла эапитывается от источника б, а его выходное напряжение усиливается селективнь.м усилителем 7, детектируется синхронным детектором 8 и подается на регистрирующий прибор 9. В качестве опорного сигнала синхрон;oro детектора 8 используется выходной сигнал генератора 4.

При подаче под избыточнь",м дав— пением (+ ЬР) исследуемой газовой!

126858

10

45

55 среды на вход 10 возбудителя 3 акустических колебаний (выполненного в виде "язычкового" возбудителя) последний генерирует акустические колебания в камере 2, а газовая смесь в дальнейшем поступает в

KBMBp-T 2, B -кот.эрой устанавливаются акустические колебания, имеющие . определенную частоту или частотный спектр. При этом, форма возбужденных колебаний может быть (в зависимости от каис-.рукции возбудителя) близкой к сипусаидальной или к прямоугольной форма. Акустические колебания вызывают модуляцию планости и магнитной проницаемости газовой среды, которая сопровождается осцилляцией магнитной индукции, а,следавательно, и магнитного па/ тока, пронизывающе-о газовую среду и чувствительный элемент — датчик

Холла 5, Возникающие переменная магнитная индукция В и магнитный поток в зазоре магнитнои системы 1 в случае возбуждения в газовой среде бегущих акустических волн являются функцией времени и координаты объема ч описываются формулами, ана. логичными формулам (3 1и (41. где Н вЂ” напряженность поля в статическам режиме, С целью рационального использования всего магнитного потока, пронизывающего объем с исследуемой средой за счет интегрального накопления сигнала, требуется использование первичного преобразователя, чувствительность которого была бы функцией, каррелированной с функцией распределения магнитного потока— см.выражение (3 ), Такой преобразователь реализуется конструкцией датчика Холла и схемой ега запитки, приведенной на фиг.2.

Датчик Холла представляет собой полупроводниковую пластину 11 к которой припаяны несколько пар токовых выводов датчика (а а ; Ъ Ъ ..., Я ) ..

Размеры полупроводниковой пластины определяются длиной рабочей части камеры, а число пар токовых электродов определяется количеством акустических палувалн, размещенных на рабочей части камеры (часть каме15

30 ры, пронизываемая магнитным потоком), так как расстояние между парами токовых выводов выбрано равным половине длины акустической волны. Токовые выводы подключены к источнику напряжения 12 посредством элементов развязки 13, резисторы R R ...,К R ) таким образом,чта в пластине токи нечетных пар .выводов противоположны токам четных пар токовых выводов, Питание датчика имеет следующую особенность.

Характер распределения токов в полупроводниковой пластине датчика зависит от соотношения ширины (h) пластины к расстоянию между электродами (Л(2) . В случае, когда а . — „, поперечная составляющая

h управляющего тока датчика изменяется па синусаидальнаму закону (фиг,2,,В случае изменения этого соотношения, на противоположное (Ь с-„ - 1,характер распределения попе2 . речной составляющей резко изменяется и (при bc<.—, 1эта распределение приобретает вид чередующихся острых разнопалярных импульсов, форму которых для упрощения можно принять прямоугольной. Распределение токов в пластине датчика определяет и соответствующее изменение ега" чувствительности в зависимости ат ъ места воздействия на него магнитной индукции. Таким образом, воздействие на датчик однородного магнитного поля практически не вызывает появления халлавскага напряжения на его выходе, в та время, как воздействче неоднородного магнитного поля, индукция которого изменяется па касинусаидальнаму закону с периодом, вызывает максимальное напряжение. Именно такое изменение индукции магнитного поля достигается при возбуждении стоячей акустической волны в камере с газом,. обладающим относительной магнитной праницаемастью, отличной от единицы, и помещенным в зазор магнитной системы.

Изложенное подтверждается выражением для ЭДС Холла (У„) датчика ц =-y, Э Ь,1х, (Ь)

Х а где K — постоянный коэффициент, учитывающий толщину пласти1126858 ны; свойства полупроводг.кового материала пластины и т.д. управляющий ток датчика, являющийся функцией оси Х (см фиг 2, > . 2б бХ Х, 5 о "" д 1 о 1. где Х .— смещение датчика вдоль оси Х);.

 — магнитная индукция, которая также является функцией оси Х (например, для режима бегущих волн, см. выражение 5 ) „=н (p.-<)icos (x+27rFt) и для стоячих Волн

Н „ 2. — размер датчика (в данном слу2 3 чае он равен длине рабочего участка камеры с газом ).

Знак интеграла в данном случае выражает, что выходное напряжение датчика равно сумме ЭДС, возникают- 3 щих в элементарных участках его плас-тины за счет воздействия протекающих в них элементарных токов и действующей магнитной индукции, .Подставив в формулу (6 ) выражение для управляющего тока датчика и

ЗО выражение для магнитной индукции, например для стоячих акустических волн, получим следующее выражение: ц = р „ (у-х ) Hpа (р.-1) coos — к о с сов 2Л F + d Х 7) преобразуя которое, получим, е х (он "о 27iF4 (g 7о)"

pe х сОЯ X @AX

27 (а

Для случая бегущих волн для выходного напряжения датчика справедли во следующее выражение. ю К(- <}Д Яп соз (— X+2_#_F+) s<

/ 2) 1 21" N о

0 х(Х-Х ) dx

На основании данных выражений правомерны следующие выводы: амплитуда выходного напряжения Холла пропорциональна концентрации парамагнитного компонента исследуемой среды; амплитуда этого напряжения изменяется во времени с частотой акустической волны; в случае использования стоячих акустических колебаний амплитуда выходного сигнала (а, следовательно, коэффициент пере-,; дачи измерительного тракта зависит от продольного расположения чувствительного опгана относительно картины сточей акустической волны; в случае использования бегущих акустических волн амплитуда выходного сигнала не зависит от продольного расположения чувствительного органа (датчика Холла1 по отношению к координатам Х, но в фазе выходного сигнала присутствует сос!.авляющея пропорциональная смещению преобразователя Холла вдоль оси Х, Приведенные выражения доказывают преимущество в отношении чувствительности и точности предлагаемого способа измерения концентрации парамагнитного компонента по сравнению известным, Однако, как это следует из выраженчй (8) и l,9), коэффициен-. преобразования рассматриваемого магнитно-акустического преобразователя определяется рядом величин, таких как чувствительность датчика Холла, тока питания датчика, коэффициент глубины модуляции акустических колебаний„ напряженность магнитного поля и т,д„

Следовательно, точность измерения концентрации парамагнитного компонента ограничивается результирующей не стабильностью коэффициента преобразования из-за изменения указанных величин.

Для дальнейшего повышения точнос ти измерения необходимо использовать компенсациониьпй метод измерения, Для этого одновремеино с возбуждением акустических колебаний в исследуемой среде с той же частотой возбуждают акустические колебания в эталонной среде, в которой происходят процессы, аналогичные таковым в исследуемой среде, и, следова" тельно, они описываются выражениями, аналогичными Выражениям (8 ) и (9 ),Естественно, что процессы В объеме с эталонной газовой средой оказывают на первичный преобразователь воздействие, аналогичное

Составитель В, Гусева

Редактор С.Тимохина Техред Л.Коцюбняк Корректор В,Гирняк

Заказ 8684/33 Тираж 822.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб,,д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,4

15 1126858 16 воздействию процесса в исследуемои баланса воздействия на первичный среде. Таким образом, перераспреде- преобразователь, оказываемого проляя степени влияния на первичный цессами модуляций магнитной пронипреобразователь процессов, проис- цаемости в эталонной и исследуемой ходящих s эталонной и анализируемой газовых средах. Следовательно, средах до их взаимной компенсации и нестабильность этих параметров оказызамеряя отношение степеней указанных вает минимальное влияние на основвлияний, можно определить искомую ную погрешность измерения, которая концентрацию (при известной концент- в этом случае на 2-3 порядка меньше, рации парамагн .тного компонента в 1о чем таковая при режимах некомпенэталонной среде). сационного метода.

При реализации компенсационного метода измерения нестабильность како- Основная погрешность газогенего-либо из перечисленных парамет- раторов, использующих приемы некомров (напряженность магнитного поля, 1g пенсационного метода, равна 1 5-37 ток питания и чувствительность дат- от измеряемых концентраций кислорода, чика коэффициент глубины модуляции инерционность — в пределах нескольt и т,п. ) не приводит к нарушению ких секунд.