Файл: Кислородные магнитные газоанализаторы (зарубежный обзор)..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 39
Скачиваний: 0
Начальное значение атмосферного |
давления в соответствии |
с высотой местности устанавливается |
при монтаже прибора |
с помощью специального переключателя.
Нормальный ряд шкал «Magnos 5» охватывает как нулевые,
так и безнулевые шкалы:-0—3; 0—6; 0—10; 0—21; 0—50; 18—21
и 90—100% объемных кислорода.
Основная погрешность прибора ±2% от верхнего предела измерения. По рекламным данным, в лабораторных условиях основная погрешность может быть снижена до + 1% от верхнего предела измерения.
Питание мостовой схемы датчика осуществляется от стаби лизирующего трансформатора, питающего также автоматиче ский компенсатор давления, что обеспечивает независимость по казаний газоанализатора от колебаний напряжения и частоты сети.
Питание термостата осуществляется непосредственно от сети напряжением 220 в (/=-"0,1 а) или при колебаниях напряжения
всети — через встроенный добавочный трансформатор. ,Габариты датчика 330 X 330 X 190 мм.
Вкачестве вторичных приборов применяются как показыва ющие, так и одноточечные самопишущие приборы. Газоанали заторы с малыми диапазонами измерения (18—21; 90—100; 0—3% объемных кислорода) комплектуются одним вторичным прибором (2,2 мв, 40 ом), при больших диапазонах измерения (выше 10% объемных кислорода) могут использоваться два вторичных прибора (5 мв, 72 ом): показывающий и самопишу щий.
Вкомплект поставки газоанализаторов «Magnos 5» Bxoflnt грубые и абсорбционные фильтры, холодильники и т. п. (в зави симости от степени загрязненности газа). Если давление анали зируемых смесей меньше 200 мм вод. ст., применяют нагнета
тельный насос.
В 1959 г. фирма выпустила кислородный газоанализатор «Differenz Magnos» [1, 2], предназначенный для контроля про цесса сгорания топлива, определения содержания кислорода в дымовом газе, коэффициента избытка воздуха X, пропорциональ ного содержанию кислорода в горючем остатке после дожига ния, и кислородного эквивалента топлива.
Измерительная камера прибора состоит из двух блоков «Magjios 5», включенных в общую мостовую измерительную схе му (рис. 19). Дымовой газ проходит последовательно через
.<Систему 1», печь для дожигания и «Систему 2». Мостовая схе ма состоит из четырех платиновых чувствительных элементов
/, 2, 3, |
4 типа «Magnos 5» и двух постоянных сопротивлений 5 |
|||
и 6 из |
манганиновой проволоки. Напряжение разбаланса моста |
|||
/ —2—5—6 подается на показывающий прибор |
7, регистрирую |
|||
щий содержание кислорода |
в дымовом |
газе, |
анализируемом |
|
в «Системе 1», а напряжение |
разбаланса |
моста 3—4—5—6 — |
||
22
Рис. 19. Принципиальная электрическая схема газоанализатора
«Differenz Magnos»
/, |
2, 3, 4 — чувствительные элементы типа «Magnos |
5» (см. рис. 18); |
||
Л |
2 — чувствительные элементы, расположенные |
в |
магнитном |
поле; |
г>, |
в — постоянные сопротивления из манганиновой |
проволоки; 7, |
8—два |
|
|
показывающих прибора |
|
|
|
на показывающий прибор 8, регистрирующий содержание кисло рода в горючем остатке, анализируемом в «Системе 2». Такая конструкция позволяет измерять разность концентрации кисло рода до и после дожигания — кислородный эквивалент, являю щийся мерой неполноты сгорания и определяемый напряжением разбаланса моста 1—2—3—4.
Минимальный предел измерения газоанализатора 0—6% объемных кислорода.
На диаграмме (рис. 20) показан результат анализа газа, отобранного из циклонной топки. Из рисунка видно, что циклон-
%0г
---------------------------J. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
у к |
|
/ и |
|
|
|
t y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г——I—■—I—■—i—'—I—1—i |
1 h ~ |
1 |
' |
1 |
1 |
|
' |
' |
' |
1 |
||||||
8 |
5 |
b |
3 |
2 |
1 |
2b |
23 |
22 |
21 |
20 |
19 |
18 |
17 |
18 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вррпя.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
20. |
Диаграмма процесса |
горения |
топлива |
в |
циклонной |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
гопке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
изменение |
содержания |
кислорода |
в отходящих |
газах |
во времени; |
||||||||||
|
о — изменение |
кислородного |
эквивалента |
топлива |
во |
времени |
|
|||||||||
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Процесс |
горения контролировался |
газоанали |
|||||||||||
затором «Differenz |
Magnos». |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
23
мая топка имеет оптимальную экономичность при содержании в отходящем газе около 2% объемных кислорода. Если содер жание кислорода уменьшается до 1%, горючий остаток сразу же непропорционально увеличивается, что связано с возникнове нием химического недожога.
Помимо описанных выше кислородных газоанализаторов общепромышленного назначения, фирма выпускает ряд прибо ров во взрывобезопасном исполнении, а также приборы для использования в медицине (модель «Oxytest»).
Hays Corporation (США) выпускает термомагнитный газо анализатор «Magnoterm» [11]. Датчик прибора состоит из двух камер рабочей и сравнительной (рис. 21). В рабочей камере постоянным магнитом создано сильное магнитное поле, в срав нительной— магнитное поле отсутствует. В обеих камерах рас положены совершенно идентичные в термическом отношении чувствительные элементы — остеклованные платиновые нити, образующие два плеча одинарного моста измерительной схемы датчика. Двумя другими плечами моста являются постоянные сопротивления.
Анализируемая газовая смесь поступает в датчик снизу и, протекая вдоль оси общего канала, диффундирует вверх через нижние секции рабочей и сравнительной камеры (рис. 21, 22). Кислородосодержащий газ втягивается в магнитное поле рабо чей камеры, где он нагревается и теряет свои магнитные свой ства. Нагретый газ вытесняется парамагнитными слоями вновь поступившей в датчик холодной смеси, и в рабочей камере соз дается «магнитный ветер».
Охлаждение нити, а, следовательно, изменение ее электриче ского сопротивления и скорость движения газа в магнитном поле прямо пропорциональны величине магнитной восприимчивости газовой смеси, т. е. содержанию в ней кислорода. Изменение электрического сопротивления чувствительного элемента срав нительной камеры обусловлено только явлением свободной теп ловой конвекции анализируемой газовой смеси, связанной с вос ходящим направлением потока кислородосодержащей смеси в датчике.
Конструкция измерительных камер исключает влияние сво бодной конвекции, так как результат измерения складывается из отношения суммарного результирующего эффекта охлажде-
Рне. 21. Принципиальная измери тельная схема датчика газоанали затора «Magnoterm» (фирма Hays Corporation)
1 — рабочая |
камера; |
2 — сравнитель |
|
ная .камера; |
3 — полюса постоянного |
||
магнита; |
4 — рабочий |
чувствительный |
|
элемент; |
5 — сравнительный чувств» |
||
|
тельный элемент |
||
Рис. 22. Схема газовых потоков тер момагнитной и свободной тепловой конвекции в измерительных камерах газоанализатора «Magnoterm» при прохождении кислородосодержащей
смеси
Рис. 23. Принципиальная электрическая схема газо анализатора «Magnoterm» (фирма Hays Corporation)
/ — измерительная |
камера; |
2 - |
||||
сравнительная |
камера; |
3 — из |
||||
мерительный |
мост; |
4 — дви |
||||
жок реохорда; |
5 — реохорд; |
6 - |
||||
усилитель |
и |
регулятор |
напря |
|||
жения; |
7 — реверсивный |
двига |
||||
тель; 8 — цепь питания |
управ |
|||||
ляющей |
обмотки |
реверсивного |
||||
двигателя; |
9 — вторичный |
са |
||||
мопишущий прибор |
|
|
|
|||
ния обоих чувствительных элементов к постоянной величине охлаждения сравнительного элемента.
Результирующее уменьшение электрического сопротивления чувствительных элементов вызывает разбаланс измерительного моста, передающийся через подвижной контакт 4 реохорда 5 (рис. 23) на электронный усилитель 6, а затем на вторичный самопишущий прибор 9. Кулачковый реохорд самописца обес печивает линейную связь между величиной разбаланса измери тельного моста и содержанием кислорода в анализируемой смеси.
Газоанализатор снабжен автоматическим компенсационным устройством для корректировки колебаний абсолютного давле ния газовой смеси на входе в датчик, чем обеспечивается неза висимость показаний прибора от изменения давления смеси.
Для исключения влияния на показания изменений темпера туры газовой смеси датчик прибора термостатирован.
25
I азоанализатор «Magnolerm» обладает высокой чувствитель ностью, что позволяет выпускать приборы со шкалами 0—1: О—2; 0—3% объемных кислорода
Эти приборы предназначены для использования на электро станциях с сильной запыленностью. В связи с этим фирмой раз работана специальная газозаборная система «Haspirator», ра бота которой основана на использовании пара (рис. 24). Подве денный к газозаборному устройству пар поступает во внешнюю трубу головной части устройства 1, помещаемую внутри потока дымовых газов. Перегретый пар через сопло 7 поступает во внут реннюю трубу 9, где смешивается с запыленными дымовыми газами. Образовавшаяся парогазовая смесь направляется в кон денсатор. Пар конденсируется вокруг частичек золы и смывает их через сепаратор. Очищенная таким образом газовая смесь поступает в газоанализатор.
Преимущество данной газозаборной системы в том, что только в головной части устройства газ находится под разреже нием, после смешения с паром смесь находится под давлением, поэтому неплотности в газозаборной линии не могут вызвать дополнительных погрешностей при измерении содержания кис лорода.
Siemens & Halske (ФРГ). Газоанализатор «Oxymat» (рис. 25)
предназначен для измерения концентраций кислорода от 0 до 100% объемных кислорода, включая предел измерения от 0 до 1%, и для анализа чистоты кислорода -- шкала от 90 до 100% объемных кислорода.
Измерительная камера датчика (рис. 26) состоит из четырех параллельно расположенных в одном горизонтальном ряду по
лых цилиндрических ячеек (диаметр |
20 мм и длина 100 мм). |
В них укреплены чувствительные |
элементы..нагреватели |
1 — головная часть газозаборного |
устройства; 2 — труба диаметром 25 мм; 3 — хвостовая |
||||
часть газозаборного устройства; |
4 —?входы пара |
(3 |
шт.); |
5 — соединительная |
муфта; |
6 — сальник; 7 — сопло; 8 — головка; 9 — труба диаметром |
6 мм; 10 — ниппель; |
/ / - - в ход |
|||
пара: 12- выход газовой пробы; |
/Л — прокладка; |
11- |
корпус; 15 — входы газовой пробы |
||
(3 шт.)
26
