Назначение, принцип действия, особенности устройства термокондуктометрических газоанализаторов

Принцип действия термокондуктометрических газоанализаторов основан на измерении теплопроводности анализируемой газовой смеси, которая зависит от концентрации в ней определяемого компонента. Так как абсолютные значения теплопроводностей газов чрезвычайно малы и их измерение вызывает трудности, в термокондуктометрических газоанализаторах производится относительное измерение изменений теплопроводности анализируемых газовых смесей. В современных приборах удается с высокой точностью контролировать изменение теплопроводности (погрешность 0,1... 0,5 %).

а - рабочего; б — сравнительного;

1 — стеклянный корпус: 2— металлическая нить; З — токопровод

Рисунок 2 - Конструкции съемных чувствительных элементов с открытой спиралью

Чувствительный элемент термокондуктометрического газоанализатора, в котором осуществляется первичное преобразование состава анализируемой газовой смеси в электрический сигнал (рисунок 2), представляет собой стеклянный корпус 1, обладающий высокой теплопроводностью. По оси цилиндра расположена металлическая пить 2 (как правило, из платины диаметром 0,02... 0,05 мм), по которой протекает электрический ток. Нить одновременно выполняет функции нагревательного элемента и термометра сопротивления (коэффициент сопротивления платины обеспечивает высокую чувствительность при измерении температуры).

Температура нити (при постоянной силе тока) зависит от условий теплоотдачи в окружающую среду. С изменением концентрации определяемого компонента анализируемой газовой среды изменяется ее теплопроводность, что приводит к изменению температуры нити и, как следствие, к изменению ее сопротивления. Таким образом, изменение сопротивления чувствительного элемента пропорционально изменению концентрации определяемого компонента.

Чувствительные элементы устанавливают в камерах, которые выполняются в виде вертикальных цилиндрических каналов, высверленных в общем массивном корпусе газоанализатора. Диаметр камер 4... 10 мм, а длина не превышает 100 мм.

Камера с установленным в ней чувствительным элементом образует измерительную ячейку. По назначению измерительные ячейки делятся на рабочие, через которые проходит анализируемая газовая смесь, и сравнительные, заполненные газом постоянного (известного) состава.

Чувствительные элементы рабочих и сравнительных измерительных ячеек, выполняющие функции термометров сопротивления, включаются в мостовые измерительные схемы.