О статье
Л.В. ИЛЯСОВ, д-р техн. наук
Показана методика оценки решений при проектировании. Приводятся результаты экспериментальных исследований инфракрасного термохимического детектора газов и паров (ИКТХД), принцип действия которого основан на измерении интенсивности инфракрасного излучения, возникающего при каталитическом сгорании горючих газов и паров на поверхности пеллистора. Описывается схема ИКТХД, который содержит измерительную и сравнительную ячейки с размещенными в них пеллисторами и инфракрасными фотодиодами, работающими в фотогальваническом режиме и включенными встречно, что обеспечивает формирование разности их сигналов, которая после усиления регистрируются потенциометром. В результате экспериментальных исследований, выполненных с использованием импульсного метода ввода пробы анализируемых газов, были определены зависимости сигнала ИКТХД от наиболее важных режимных параметров, а именно зависимости сигнала: от концентрации анализируемого газа в потоке газа-носителя (воздуха), напряжения питания пеллисторов, расстояния между пеллистором и окном инфракрасного фотодиода и расхода газа-носителя. Установлена возможность использования ИКТХД в составе сигнализаторов и анализаторов микроконцентраций горючих газов и паров в воздухе. Экспериментально получена зависимость сигнала детектора от объемной концентрации водорода, метана и пропана в воздухе. Продемонстрирована возможность использования ИТХД в газовой хроматографии путем анализа калибровочной газовоздушной смеси. Определены основные метрологические характеристики ИКТХД и получены их следующие значения: порог чувствительности 4 ∙ 10–5 % об.; максимальная концентрация в пределах линейности статической характеристики – 0,4 % об.; линейный динамический диапазон – 1 ∙ 104; дрейф условного нулевого сигнала – 0,6 мВ/ч; постоянная времени – 0,3…1 с (зависит от расхода газа носителя). Объем камер измерительной и сравнительной ячеек составляет 0,3 мл.
автоматизация технологических процессов, детектор газов, термохимический детектор, инфракрасный детектор, эксперимент, установка, концентрация.
The results of experimental study of the thermochemical gas and vapor detector (ITCGVD) are given. Functional principle of this detector is based on the measurement of infrared radiation intensity formed during catalytic combustion of flammable gases and vapors on the pellistor surface. The ITCGVD scheme is described. It contains the measuring and the comparing cells equipped with pellistors and infrared diodes working in photogalvanic mode and a counter connected ensuring their signal difference formation, which is registered after amplification by a potentiometer. The dependences of ITCGVD signal on most important parameters were determined as a result of experimental study with use of impulse method of analyzing gases input. These parameters are as follows: analyzing gas concentration in carrier gas (air) flow, a pellistor supply voltage, a distance of a pellistor from infrared photodiode window, carrier gas flow rate. The possibility of ITCGVD use in alerters and analyzers of flammable gasses and vapors micro concentration in air was determined. Experimental correlation of detector signal to hydrogen, methane and propane volume concentration in air was developed. Possibility of ITCGVD application in gas chromatography by using the analysis of calibration gas-air mixture is shown. Basic metrological characteristics of ITCGVD were determined. They are as follows: sensitivity threshold 4 . 10–5 volume percent, maximum concentration within a linear statistical characteristic – 0.4 volume percent; linear dynamic range 1 . 104; the drift of apparent zero signal – 0.6 mV/h; time constant 0.3…1 s (depends on carrier gas flow). Measuring and comparing cell volume was 0.3 ml.
automation of technological processes, gas detector, thermochemical detector, infrared detector, experiment, installation, concentration.