Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 137
Текст из файла (страница 137)
Измерительные камеры в применяемых термомагнитных газо- анализаторах в зависимости от характера конвективных потоков по отношению к чувствительному элементу выполняют с внутренней и внешней конвекцией. Газовая смесь к измерительной камере подводится прямоточным, диффузионным или прямоточным со сбросом части газа перед камерой способами. Измерительная камера с прямоточяым подводом газа применена в термомагнитпом газоанализаторе типа МГК-348. В этой камере термомагнитпая и тепловая конвекции взаимно перпендикулярны.
Недостатком газоанализатора с такой камерой является зависимость его показаний от угла наклона камеры. Измерительные камеры с диффузионным теплообыеном широко применяются в разработанных приборах в СССР и за рубежом. При диффузионном подводе газа к камере уменьшается влияние на показание прибора изменения расхода газа. Однако при диффузионном теплообмене несколько увеличивается инерционность газоанализатора. Уменьшение транспортного запаздывания в подводящей линии осуществляется путем сброса части газа перед камерой.
Термомагнитные газоанализаторы с кольцевой измерительной камерой, с внутренней конвекцией используют одинаковую измерительную схему (рис. 21-4-2) и являются одними из первых типов термомагнитных приборов на кислород. Измерительная камера приемного преобразователя газоанализатора выполнена в виде полого металлического кольца, по горизонтальному диаметру которого установлена тонкостенная стеклянная трубка. На этой трубке расположены два рабочих чувствительных элемента )~', и Ь'„которые нагреваются током примерно до 100'С, а в некоторых модификациях — до 200'С. Элементы й,', и Я, выполнены в виде спиралей из тонкой платиновой проволоки диаметром 0,04 — 0,05 мм. Чувствительный элемент )г, расположен между полюсами постоянного магнита ЖЗ.
Рабочие чувствительные элементы Я, и Я, и резисторы )га и Яа из манганиновой проволоки образуют четыре плеча измерительного неравновесного моста, 1~1 1 (гс Рнс. 21-4-2. Схема тармомапнпното тазоанализатора на сэ с кольцевой измерительной камерой. В измерительную диагональ моста включен вторичный прибор ВП (автоматический потенциометр или милливольтметр). Питание моста осуществляется постоянным током ог стабилизированного источника ИПС. При протекании через кольцевую камеру преобразователя контрольного газа, не содержащего кислород, схема моста должна быть уравновешена, а указатель вторичного прибора должен находиться на начальной отметке шкалы. Незначительное отклонение от равновесия схемы в момент проверки нуля устраняется с помощью регулируемого резистора Па. В рабочем реткиме аиализи- ,Ф руемый газ, поступающий в измерительную кольцевую камеру через нижний канал, свободно ~ ь(" 1 протекает в левой и правой по- ) ~~н ловине кольца и выходит через верхний канал.
Если газовая смесь содержит О„то она втягивается в стеклянную трубку, ~;г~ нагревается чувствительным эле- ! ф гл ментом ттт и магнитная восприимчивость смеси уменьшается. Нагретый газ в трубке выталкивается из ыагнитт1ого поля более лз ла л+ холодным газом, протекающим в левой половине кольца, и в зове нагретого чувствительного эле- лла мента в трубке возникает поток внутренней термомагнитной конвекции, который направлен в сторону падения напряженности магнитного поля (ца рис. 21-4-2 направление потока показано пунктирной стрелкой).
При этом поток термомагнитной конвекпии охлаждает чувствительный элемент ттт и часть тепла отдает чувствительному элементу Я„ который нагревается. Это приводит к уменьшению сопротивления плеча Пт и некоторому увеличению сопротивления Я . Изменение сопротивления рабочих чувствительных элементов П и Я нарушает равновесие моста и вызывает из' т з- 1 з али моста, менение напряжении на вершинах измерительной диагонали мос пропорциональное содержанию кислорода в анализируемой газовой смеси.
Измерение напряжения на вершинах моста осуществляется вторичным прибором, шкала которого отградуирована в процентах по объему кислорода. няемые на основе Термомагнитные газоанализаторы на О, выполняемы рассмотренной схемы (рис. 21.4-2), изготовляются в СССР (например, типа МГК-2 и МГК-4) и рядом зарубежных фирм. Эти приборы выпускаются обычно с диапазонами измерений 0 — 5, 0 — 10 н 0 — 21% О,. Пределы допускаемой основной погрешности не превышают =~:2,5)о диапазона измерений. Рассмотренные газоанализаторы чувствительны к изменениям температуры окружающего воздуха, давления и расхода газовой смеси, кроме того, их показания зависят от угла наклона кольцевой камеры.
Для уменьшения влияния изменения температуры окружающего воздуха приемные преобразователи термостатируют. В некоторых случаях приборы этого типа выполняются с компенсацией по температуре и давлению. Для уменьшения транспортного запаздывания в подводящей линии предусмотрен канал КС для частичного сброса газа, контроль расхода газа производится с помощью ротаметра РМ (на рис. 21-4-2 канал и ротаметр показаны пунктиром).
Безнулевую шкалу получают, изменяя наклон стеклянной трубки путем поворота кольца по часовой стрелке. В приборе МГК-4 и приборах аналогичного типа с диапазоном измерения 80 †1 или 90 †10 О, стеклянная трубка установлена вертикально. В этом случае термомагнитная конвекция направлена вниз, а тепловая конвекция вверх.
За счет тепловой конвекции нуль шкалы газо- анализатора подавлен. В диапазоне измерения 80 †10/о О~ чувствительность прибора возрастает, так как термомагнитная конвекция превышает тепловую. В некоторых типах газоанализаторов с кольцевой камерой наклон стеклянной трубки используется для уменьшения влияния изменения атмосферного давления. Газоанализаторы МГК-2, МГК-4 и другие модификации приборов этого типа 1751 применяются главным образом в металлургической промышленности для определения кислорода в продуктах горения, в обогащенном дутье и в других технологических газовых смесях.
Термомагнитные газоанализаторы этого типа на ТЭС не применяются. В получивших распространение на ТЭС и в промышленности термомагнитных газоанализаторах для определения О, в продуктах горения и в газовых смесях используется компенсационно-мостовая измерительная схема. В этих газоанализаторах применяется диффузионный способ подвода анализируемого газа в измерительную камеру приемного преобразователя.
Направление термомагнитной конвекции в рабочих и сравнительных камерах совпадает с потоком тепловой конвекции. Компенсационно-мостовая измерительная схема применяется также в газоанализаторах, предназначенных для определения кислорода в воздухе, азотно-кислородной и кислородно- азотной смесях. В этих приборах поток термомагннтной конвекции перпендикулярен или направлен навстречу потоку тепловой конвекцни. Газоаналнзаторы этих типов, разработанные СКБ аналитического приборостроения АН СССР, изготовляются сарийно Вырускнм заводом газоанализаторов 189), На рис. 21-4-3 приведена принципиальная схема термомагиитного газоанапизатора, применяемого для определения кислорода в продуктах горения и других газовых смесях.
Измерительная компенсационная схема этого прибора в принципе аналогична измерительной схеме, применяемой в рассмотренных выше термокондуктометрических газоанализаторах. Рнс. 21-4-3. Термомагннтный гаэоанаанзатор на Оа с компенсационной мостовой иамернтеаьной схемой. Газоанализатор включает в себя приемнь|й преобразователь и вторичный прибор.
Питание газоанализатора осуществляется от сети напряжением 127 или 220 В, частотой БО Гц. Приемный преобразователь газоанализатора состоит из рабочего РМ и сравнительного СМ измерительных мостов, соедикенных вежду собой по компенсационной схеме. Мосты преобразователя питаются переменным током напряжением 24 В от двух вторичных збмоток трансформатора Тр, подключенного к стабилизатору СН. Напряжение на зажимах мостов с помощью балластных резисторов 1т«и Яг«устанавливается равным 10 -~- 2В.
Регулируемый резистор ь'„служит для регулировки чувствительности газоанализатора. Вторичный прибор выполнен на базе автоматического уравновешенного моста МС, КСМ2 или других типов. Реохорд вторичного прибора 1срр включен в измерительную диагональ сравнительного моста приемного преобразователя. К токоотводу реохорда ТО и к вершине Ь рабочего моста подключен вход электронного усилителя. Чувствительные элементы рабочего моста 1гг и 1г„ находящиеся в измерительных камерах, омываются анализируемым газом. Чувствительные элементы сравнительного моста Яь и 1т«, размещенные в камерах, омываются воздухом, поступаюгним через фильтры.
Чувствительные элементы 1с, и Иь расположены в неоднородном магии'гном поле, создаваемом постоянными магнитами Ы. Чувствительные элементы 1с„1г„Я«и Д«изготовлены из платиновой проволоки диаметром 0,02 мм в виде спиралей, вплавленных в стеклянные капилляры, и снабжены токоподводами. Остальные плечи мостов преобразователя 1г„1г„11', и»г«выполнены из манганиновой проволоки.
Для уменьп|ения температурной погрешности измерительной схемы преобразователя последовательно с плечами мостов 1«„Я«, Я, и 1г«включают термокомпенсирующие резисторы, выполненные из медного провода на латунном каркасе. Эти резисторы на рис.
21-4-3 не показаны. Регулировка нуля газоанализатора в процессе эксплуатации осуществляется резистором 1«а. Во время поверки и регулировки нуля прибора постоянный магнит должен быть зашунтирован магнитным шунтом, выполненным в виде массивной скобки из стали «армко». При опущенном магнитном шунте до упора на наконечники магнита указатель каретки должен установиться на красной черте в начале шкалы. Отклонение указателя от этой отметки не должно превышать предела допускаемой основной погрешности прибора. Магнитный шунт на схеме не показан. Резистор 1с; служит для установки нуля прибора при наладке газоаналнзатора на заводе-изготовителе.
При равновесии измерительной схемы преобразователя напряжение на вершинах рабочего моста пЬ уравновешивается падением напряжения на части реохорда выше движка, Условию равновесия измерительной схемы отвечает выражение «' аь — л»11р~ где т — отношение длины участка реохорда выше движка к полной его рабочей длине; 0р — падение напряжения на рабочей длине реохорда. При изменении концентрации кислорода в анализируемом газе напряжение на вершинах рабочего моста вследствие изменения интенсивности термомагнитной конвекции в левой его камере изменится и на входе усилителя появится напряжение небаланса Л0 = = (l,» — С», которое усиливается усилителем до размера, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
