Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быть использовано в калийных рудниках, на угольных шахтах , нефтеперегонных заводах и других предпри ти х , в атмосфере которых возможно присутствие взрывоопасных газовых смесей. Известно устройство дл определени концентрации взрывоопасиых компонентов в атмосфере , использующее принцип каталитического сгорани . Оно содержит измерительный мост с рабочими и сравнительными термоэлементамн , помещенными в закрытую камеру, в которую диффузионно или путем просасывани поступает исследуема газова смесь, блок питани и вторичный прибор ПЬ Точность измерении в этом устройстве обусловлена изменени ми температуры окружающей среды, коэффициентов диффузии и теплопроводности движущейс газовой сме си. С помощью этого устройства определ ют наличие и концентрацию одного из компонентов газовой смеси. Присутствие в смеси других взрывоопасных компонентов воспринимаетс нми, как погрещность, т.е. анализировать на нем многокомпонентную смесь не возможно. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл измерени концентрации взрывоопасных компонентов газовой смеси, содержащее помещенный в закрытую камеру измерительный мост с рабочими и сравнительными термоэлементами , блок питани и.вторичный прибор , включенные соответственно в питающую диагональ,, дел щую мост на две ветви и измерительную диагональ моста 2. Однако относительна погрещность при измерении суммарной концентрации велика. Это объ сн етс тем, что термоэффекты от окислени различных газов на рабочем термоэлементе неодинаковы, и, следовательно , результирующий сигнал в диагонали моста не будет пропорционален суммарной концентрации измер емых компонентов . Цель изобретени - повышение точности определени суммарной концентрации взрывоопасных компонентов. Это достигаетс тем, что в устройстве дл измерени концентрации взрывоопасных компонентов газовой смеси, содержащем помещенный в закрытую камеру измерительный мост с рабочими и сравнительными термоэлементами , блок питани и вто| нчный прибор, включенные соответственно в пи-. тающую диагональ, дел щую мост на две ветви, и измерительную диагональ моста, установлены корректор соотношени сигналов концентрации взрывоопасных компонентов , выполненный в виде двух переменных резисторов, один из которых бегунком и плечами включен в измерительную, а другой - бегунком в измерительную и плечами в питающую диагонали моста, одна ветвь имеет ограничитель рабочей температуры, включенный в вершину моста и св занный бегунком с корректором соотношени сигналов . Кроме того, эта диагональ может подсоедин тьс к питающей диагонали моста посредством переключател . Корректор соотношени сигналов позвол ет регулировать долю сигнала, полученного при сгорании легковоспламен емого компонента, а введение ограничител рабочей температуры в одну из ветвей моста позвол ет настраивать термоэлементы этой ветви на легковоспламен емый компонент газовой смеси. На чертеже изображена принципиальна схема устройства. Устройство имеет блок питани 1, подключенный к питающей диагонали измерительного моста 2, корректор соотношени сигналов 3, у которого резистор 4 включен бегунком и плечами в измерительную, а резистор 5 - бегунком в измерительную и плечами в питающую диагонали моста, и вторичный прибор 6. Корректор соотнощени . сигналов 3 св зывает две ветви измерительного моста. Одна из ветвей имеет рабочий термоэлемент 7 и сравнительный 8, настроенные на трудновоспламен емый компонент газовой смеси. Втора ветвь имеет ограничитель рабочей температуры 9, включенный в вершину моста между рабочим термоэлементом 10 и сравнительным II, настроенным при помощи ограничител 9 на легковоспламен емый компонент газовой смеси. Эта же ветвь подключена к питающей диагонали моста 2 посредством переключател 12. Термоэлементы моста 2 помещены в закрытую камеру 13. Описанное устройство работает следующим образом. При включении устройства от блока питани 1 на измерительный мост 2 подают напр жение питани , контакты d-f и 1-g переключател 12 замкнуты. Электрический ток, протекающий через рабочие и сравнительные термоэлементы моста 2, разогревает каждый из них до рабочей температуры. Термоэлементы обоих ветвей моста имеют одинаковые электрические параметры. Однако установившиес значени тока и напр жени на термоэлементах 10, 11 меньше, чем на термоэлементах 7, 8, за счет наличи в их цепи ограничител рабочего тока 9. Поэтому и температура термоэлементов 10, 11 устанавливаетс более низкой, чем у термоэлементов 7, 8. Подают в камеру 13 чистый воздух и роизвод т начальную балансировку.моста, .е. выравнивают потенциалы точек а, в н с посредством переменных резисторов 9 и 5. Стрелка вторичного прибора 6 находитс в нулевом положении. При этом перемещение бегунка резистора 4 не оказывает вли ни на балансировку. Затем подают вкамеру однопроцентную .эталонную концентрацию трудновоспламен емого компонента, например метана. При этом на термоэлемейте 7 происходит каталитическое окисление метана , что приводит к изменению его начального сопротивлени и, следовательно, к по влению сигнала разбаланса в диагонали измерительного моста, который фиксируетс прибором 6. . Термоэлемент 10, имеющиу температуру ниже каталитического окислени метана, не реагирует на его присутствие и никакого вли ни на разбаланс не оказывает. После продувки чистым воздухом и возвращени моста в исходное состо ние, подают однопроцентную эталонную концентрацию легковоспламен емого компонента, например водорода . .В этом случае каталитическое сгорание происходит на термоэлементах 7 и 10, причем на термоэлементе 7 выходной сигнал будет больше, чем на .термоэлементе 10, за более высокой его начальной температуры . Сигнал от термоэлемента 7 поступает на зажим а и сигнал от термоэлемента 10 с таким же знаком на зажим в измерительной диагонали моста. Потенциалы точек а и в вычитаютс , и результирующий сигнал через переменный резистор 4 поступает на прибор 6. Посредством перемещени бегунка резистора 4 привод т показани прибора б к величине, котора была зафиксирована при измерении концентрации метана. Таким образом точно учитывают вли ние (погрешность ), которое сказывает каталитическое , сгорание легковоспламен емого компонента на. термоэлементе 7 на величину замер емой суммарной концентрации бинарной газовой смеси. В рассмотренном случае устройство замер ет суммарную концентрацию взрывоопасных компонентов эквивалентных бинарным газовых смесей в соотношении: TBK-fn BK, где ТВК - трудновоспламен емый компонент; ЛВК - легковосрламен емый компонент; п - показатель чувствительности устройства к легковоспламен емому компоненту мен етс в пределах О 4 п 1 Однако на практике часто необходимо замер ть суммарную концентрацию при наличии легковоспламен емого компонента с низким порогомвзрываемости, следовательно , необходимо повысить чувствительность .схемы к этому компоненту по сравнению с чувствительностью к трудновоспламеи емому , т.е. должно выдерживатьс соотношениеThe invention relates to analytical instrumentation and can be used in potash mines, coal mines, refineries and other plants in the atmosphere of which the presence of explosive gas mixtures is possible. A device for determining the concentration of explosive components in the atmosphere using the principle of catalytic combustion is known. It contains a measuring bridge with working and comparative thermoelements placed in a closed chamber into which the gas mixture under study, the power supply unit and the secondary device Pb enter diffusionly or by suction. The measurement accuracy in this device is due to changes in the ambient temperature, diffusion coefficients and thermal conductivity of the moving gas laugh With this device, the presence and concentration of one of the components of the gas mixture is determined. The presence of other explosive components in the mixture is perceived by NMI as a failure, i.e. it is not possible to analyze a multi-component mixture on it. The closest to the invention to the technical essence is a device for measuring the concentration of explosive components of a gas mixture, containing a measuring bridge placed in a closed chamber with working and comparative thermoelements, a power supply unit and a secondary device included respectively in a supply diagonal dividing bridge into two the branches and the measuring diagonal of the bridge 2. However, the relative error when measuring the total concentration is large. This is due to the fact that the thermal effects of the oxidation of various gases on the working thermoelement are not the same, and, therefore, the resulting signal in the diagonal of the bridge will not be proportional to the total concentration of the measured components. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the total concentration of explosive components. This is achieved by the fact that in a device for measuring the concentration of explosive components of a gas mixture containing a measuring bridge placed in a closed chamber with working and comparative thermoelements, a power supply unit and a secondary one. Night device included respectively in pi-. A diagonal bridge dividing the bridge into two branches and a bridge measuring diagonal are fitted with a corrector for the ratio of the signals of concentration of explosive components, made in the form of two variable resistors, one of which with a slider and shoulders is included in the measuring one, and the other with a slider the diagonal of the bridge; one branch has an operating temperature limiter included at the top of the bridge and connected by a slider with a corrector of signal ratio. In addition, this diagonal can be connected to the supply diagonal of the bridge by means of a switch. The correlation ratio of the signals allows you to adjust the proportion of the signal obtained during the combustion of a flammable component, and the introduction of a temperature limiter in one of the branches of the bridge allows you to adjust the thermoelements of this branch to the flammable component of the gas mixture. The drawing shows a schematic diagram of the device. The device has a power supply unit 1 connected to the supply diagonal of the measuring bridge 2, the correlation ratio of signals 3, in which the resistor 4 is connected by the slider and shoulders to the measuring bridge, and the resistor 5 is connected by the slider to the measuring bridge and shoulders to the supply diagonal of the bridge, and the secondary device 6. Corrector ratio. signal 3 connects the two branches of the measuring bridge. One of the branches has a working thermoelement 7 and a comparative 8, tuned to the flame-resistant component of the gas mixture. The second branch has a working temperature limiter 9, included at the top of the bridge between the working thermoelement 10 and comparative II, which is adjusted with the help of limiter 9 to the flammable component of the gas mixture. The same branch is connected to the supply diagonal of the bridge 2 by means of the switch 12. The thermal elements of the bridge 2 are placed in a closed chamber 13. The described device operates as follows. When the device is switched on from the power supply unit 1 to the measuring bridge 2, the supply voltage is applied, the d-f and 1-g contacts of the switch 12 are closed. The electric current flowing through the working and comparative thermoelements of the bridge 2, heats each of them to the operating temperature. Thermocouples of both branches of the bridge have the same electrical parameters. However, the established values of current and voltage on thermoelements 10, 11 are lower than on thermoelements 7, 8, due to the presence in the circuit of the operating current limiter 9. Therefore, the temperature of thermoelements 10, 11 is set lower than that of thermoelements 7, 8. Clean air is supplied to chamber 13 and the initial balancing is produced. equalize the potentials of points a, n and c by means of variable resistors 9 and 5. The arrow of the secondary device 6 is in the zero position. In this case, moving the slider of the resistor 4 does not affect the balancing. Then, a one percent concentration of the flame-inducing component, for example, methane, is supplied to the chamber in one percent. In this case, thermoelemite 7 catalyzes the oxidation of methane, which leads to a change in its initial resistance and, consequently, to the appearance of an imbalance signal in the diagonal of the measuring bridge, which is fixed by the device 6.. Thermocouple 10, which has a temperature below the catalytic oxidation of methane, does not react to its presence and has no effect on the imbalance. After purging with clean air and returning the bridge to the initial state, a one percent reference concentration of the flammable component, for example hydrogen, is supplied. In this case, the catalytic combustion occurs on thermoelements 7 and 10, and on thermoelement 7 the output signal will be greater than on thermocouple 10, for its higher initial temperature. The signal from the thermoelement 7 is fed to the clamp a and the signal from the thermoelement 10 with the same sign to the clamp in the measuring diagonal of the bridge. The potentials of the points a and b are subtracted, and the resulting signal through the variable resistor 4 is fed to the device 6. By moving the slider of the resistor 4, the device b is read to the value that was recorded when measuring the methane concentration. Thus, the effect (error), which affects the catalytic combustion of the flammable component on, is accurately taken into account. thermoelement 7 on the value of the measured total concentration of the binary gas mixture. In the case considered, the device measures the total concentration of explosive components equivalent to binary gas mixtures in the ratio: TBK-fn BK, where TCE is a flame-retardant component; LVK is a flammable component; n is an indicator of the sensitivity of a device to a flammable component varies within O 4 n 1 However, in practice it is often necessary to measure the total concentration in the presence of a flammable component with a low explosive threshold. difficult to burn, i.e. the ratio must be maintained
ТВК + пЛВКпри I « п 4 5 Это достигаетс путем замыкани контактов h-f и I-g переключател 12. После чего устройство работает как описано выше, при этом после подачи легковоспламеи емого компонента и его каталитического сгорани на термоэлементах 7, 10 в измерительной диагонали моста происходит суммирование потенциалов точек айв.TCE + PLVKI I "P 4 5 This is achieved by closing the contacts hf and Ig of the switch 12. After which the device operates as described above, after the flammable component is introduced and its catalytic combustion occurs on the thermoelements 7, 10 in the measuring diagonal of the bridge the potentials are summed points quince.
Был изготовлен и испытан опытный образец . Проведенные исследовани показали, что по основным метрологическим характеристикам опытный образец удовлетвор ет требовани м к переносным шахтным газоанализаторам . Относительна приведенна погрешность образца составл ет 10°/о по сумме горючих газов в случае применени измерительного (вторичного) прибора с классом точности 1,5.A prototype was made and tested. Studies have shown that, according to the basic metrological characteristics, the prototype meets the requirements for portable mine gas analyzers. The relative reduced error of the sample is 10 ° / o by the sum of combustible gases in the case of the use of a measuring (secondary) instrument with an accuracy class of 1.5.