Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 134

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 134)

Имеются газоанализаторы, у которых плечи моста Я, и К, не находятся в закрытых камерах, а аналогично рабочим чувствительным элементам непрерывно омываются сравнительным газом. Питание мостовой измерительной схемы современных газоанализаторов осуществляется постоянным током от источника стабилизированного питания (ИПС).

Резистор Я„, включенный в цепь питания, предназначен для установки тока питания моста при градуировке газоанализатора па заводе-изготовителе. Для уменьшения влияния колебания температуры воздуха, окружающего приемный преобразователь газоанализатора, пеобходиаю, чтобы было соблюдено равенство сопротивлений чувствительных элементов Я, = Я, = Я = Я ) с наивысшей 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 гюмощью регулируемого резистора )4. Сопротивление этого резистора составляет примерно 0,15 Ом. Для подгонки сопротивления линии связи до заданного значения служит резистор К„.

Параллельно с показывающим измерительным прибором может быть включен также и самопишущий милливольтметр. В этом случае градуировка газоанализатора должна быть выполнена с учетом сопротивлении второго вторичного прибора н ог, еделешюго значения сопротивления линии связи. К ри омываиии чувствительных элементов Й, и К, анализируемым газом, содержащим СО, (Н, и ЬО, отсутствуют), изменяются условия теплоотдачи от чувствительных элементов Я, и Я к стенкам камер вследствие того, что теплопроводность анализируемого газа благодаря наличию СО, иная, чем сравнительного газа (воздуха). В силу этого температура чувствительных элементов 1(', и 1(', возрастаег, а следовательно, увеличивается их сопротивление. При этом на вершинах в диагонали моста из-за нарушения электрического равновесия схемы появится напряжение и указатель миллнвольтметра отклонится на некоторый угол.

Это напряжение является функцией сопротивления чувствительных элементов К, и 1та или, иначе говоря, функцией объемного процентного содержания СО, в анализируемои газовой смеси. Пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов, выполненных по схеме рис. 20-3-1, для определения СО, в газовой смеси не превышают 2 — 2,5% диапазона измерения.

Изменение показаний газоанализаторов этого типа при изменении температуры окружающего воздуха от 20:Ь 5'С до любой температуры в пре- Рис. 21-3-2. Принципиальная компенсационная измерательная схема тармо- кандуктометринеского газоанализатора на СОа нли Нм делах от 5 до 50'С на каждые 10'С не превышает -+- 2 — 2,5% диапазона измерения. Рассмотрим компенсационпо-гаостовую измерительную схему газоанализатора, предназначенного для измерения объемной концентрации СО в продуктах горения или Н, в системах водородного охлаждения турбогенераторов. Принципиальная компенсационная измерительная схема, применяемая в гвзоанализаторах на СО, или Н„ разработанных СКБ аналитического приборостроения АН СССР и серийно выпускаемых Выруским заводом газоанализаторов, показана на рис.

21-3-2. Приемный преобразователь газоанализатора состоит из двух измерительных мостов: рабочего РМ и сравнительного СМ, Мосты преобразователя питаются переменным током напряжением 6,5 Б от двух вторичных обмоток трансформатора Тр, подключенного к стабилизатору, питаемому от сети напряженнем 127 или 220 В, частотой 50 Гц. В качестве вторичного прибора в газоанализаторах этого типа используется электронный прибор, выполненный на базе автоматических уравновешенных мостов типа КСМ2 и др., снабженный реохордом А'„. Реохорд вторичного прибора включен в измерйтельную диагональ сравнительного моста преобразователя.

К токоотводу реохорда и к нижней вершине рабочего моста преобразователя подключен вход электронного усилителя. Чувствительные элементы рабочего моста йз и И4 находятся в измерительных камерах и омываются анализируемой газовой смесью. В газоанализаторах типа ТП2220, предназначенных для определения СО„чувствительные элементы рабочего моста й', и 1гз помещены в закрытые камеры, заполненные воздухом.

Чувствительные элементы сравнительного моста К„н Р, находятся в закрытых камерах, заполненных газовой смесью (воздух + 20% СО,), соответствующей конечному значению шкалы. Два других чувствительных элемента сравнительного моста (Р„, 1г,) находятся также в закрытых камерах, заполненных воздухом, что соответствует начальному значению шкалы. Резисторы Яэ и Рм предназначены для установки тока питания рабочего и сравнительного мостов прн градуировке газоанализаторов. Резистор йэ служитдля корректировки нуля газоанализатора, когда чувствительные элементы рабочего моста А', и К, омываются воздухом.

При равновесии измерительной схемы преобразователя напряжение на вершинах рабочего моста аЬ уравновешивается частью напряжения, снимаемого с реохорда выше двикка. В этом случае напряжение на входе усилителя практически равно нулю. При изменении концентрации СО, в газовой смеси напрюкение 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 коьшенсирующее напряжение на верхнем участке реохорда до тех пор, пока оно не уравновесит напряжение на вершинах рабочего моста (l,э. Одновременно валом реверсивного двигателя приводит в действие каретку с указателем и пером, фиксируя значение измеряеьюй концентрации СО, в анализируемой газовой смеси.

Условию равновесия измерительной схемы отвечает выражение (1 э лч(1р где т — отношение длины участка реохорда выше движка к полной его длине; !I — падение напряжения на рабочей длине реохорда. Газоанализаторы типа ТП1120, применяемые для определения В„ 1 в системе водородного охлаждения турбогеператоров, имеют шкалу 80 — 100% Нх. У этих газоанализаторов измерительные камеры рабочего моста с чувствительными элементамв )(т и Ра заполнены газовой смесью (80% Н, + 20% воздуха), соответствующей начальному значению шкалы.

Камеры чувствительных элементов в сравнительном мосте (У4 и )~',) заполнены 100% Н,, что соответствует конечному значению шкалы, а камеры чувствительных элементов )4 и й, — газовой смесью (80% Н (- 20% воздуха), соответствующей начальному значению шкалы. Газоанализаторы с другими диапазонами измерений отличаются от рассмотренных приборов только процентным содержанием газовой смеси в закрытых камерах рабочего и сравнительного мостов. Основным преимуществом компенсационной измерительной схемы является то, что показания газоанализаторов в меньшей 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 меньше, чем с большей точностью соблюдено равенство сопротивлений чувстввтельных элементов мостов. 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 ьюстом. 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.

Для газоанализаторов, показанных яа рис. 21-3-2, сопротивление каждого провода, соединякхцего 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 ие превышают -+ 2% диапазона измерения. Изменениепоказаний 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 превышаег 4 мпи.

Рассмотрим устройство рабочих и сравнительных чувствительных элементов и измерительных камер, применяемых в термокондуктометрических газоанализаторах. Устройство измерительных камер приемного преобразователя газоанализатора должно быть таково, чтобы незначительные колебания скорости газового потока не вызывали изменения показаний прибора при одном и том же процентном содержании определяемого компонента в анализируемой газовой смеси. Температура стенок рабочих и сравнительных камер преобразователя должна быть одинакова. Для этой пели измерительные камеры выполняются массивными и из высокотеплопроводного материала. В газоанализаторах с компенсационно-мостовой измерительной схемой применяются чувствительные элементы в стеклянных ампулах, показанные на рис.

21-3-3 189]. Чувствительные элементы а г и б имеют сопротивление 10 Ом, а чувствительные элементы в и 1,',' г — 40 Ом. Чувствительные элементы в и г обладают лучшей механической надежностью и химической устойчивостью, од- ' ' у // пако ' прн их применении несколько увеличится инерционность приемного преобразователя газоанализатора.

Запаянные стеклянные ампулы с чувствительными элементами б и г заполняются газовой смесью в за- г) д) висимости от определяемого ком- понента в анализируемой газо рнс, 2ьз-3. Устройство рабочих (а, в) вой смеси, диапазона измерения н сравнительных (б, л) чувствительных и применяемой измернтсльной элементов в стеклянных ампулах с отсхемы (рис. 21-3-2). крытой (а, б) н остеклонанной (в, е) платиновой спиралью. Все чувствительные элементы 1 — влатввоеая спираль ~ь, 0.02 ии; 2— приемного преобразователя газо- платвпородвевые еовоподводы (р 0„15 ми; анализатора устанавливают в вертикальных камерах (каналах) общего массивного блока с одним или двумя горизонтальными центральными каналами, через которые протекаег анализируемый газ.

Характеристики

Список файлов домашнего задания