Порядок проведения работы и обработка полученных результатов

1 Установить ЭХД с углом наклона 15-20 (от горизонтали).

2 Собрать газовую схему установки согласно рисунку 8.3.

3 Включить преобразователь измерительный – 4.

4 Выдержать 0,5 часа для стабилизации характеристик сенсора.

5 Подать эталонный газ в датчик – 3, контролируя расход его по ротаметру – 2 (не более 40 л / ч).

6 Измерить концентрацию кислорода О_{2 ан} и э.д.с. сенсора Е. Затем рассчитать температуру в зоне сенсора по выражению

Т = E / (0,0496 lg 20,86 / O_{2 ан})

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1 цель работы;

2 краткий порядок проведения измерений;

3 результаты измерений и расчетов;

4 выводы.

Лабораторная работа № 9 изучение конструкции ипринципа действия термохимических газоанализаторов Общие сведения

Термохимический метод измерения концентрации газов основан на измерении полезного теплового эффекта химических реакций, протекающих в присутствии катализатора. Наибольшее распространение получила схема, в которой используется реакция окисления (горения), протекающая на насыпном катализаторе, а полезный тепловой эффект, сопровождающий реакцию, измеряется термометром сопротивления платиновым. Такие сенсоры применяются для определения концентраций оксида углерода в пределах 0,01…0,5 мг / л.

Конструкция сенсора приведена на рисунке 9.1. Он состоит из алюминиевой подножки – 1 на которой размещается два чувствительных элемента – 4, 5, которые представляют собой пористую структуру диаметром 1…1,5 мм с платиновыми термосопротивлениями – 6, 7. Рабочий элемент – 4 покрыт палладиевым катализатором. Эталлонный элемент – 5 служит для сравнения. Данные элементы закрываются фильтром из оксида титана, который выполнен в виде колпачка. Платиновые термосопротивления – 6,7 крепятся на нихромовых токоподводах – 3.

Рисунок 9.1 – Конструкция сенсора термохимического газоанализатора типа АГТ – СО:1 – подножка; 2 – фильтр; 3 – токоподвод; 4 – рабочий элемент; 5 – эталонный элемент; 6, 7 – платиновые термосопротивления. а) – в сборе; б) – без фильтра; в) - вид сверху.

На рисунке 9.2 приведена структурная схема измерения – преобразования в газоанализаторе АГТ – СО. Схема измерений выполнена в виде моста, который запитывается источником стабилизированного тока (далее ИСТ). Расбаланс моста _ΔU_б далее усиливается в усилителе (далее У), затем преобразуется в цифровой сигнал в аналого - -цифровом преобразователе (далее АЦП) и поступает в микропроцессор (далее МП). В постоянно запоминающем устройстве (далее ПЗУ) хранится характеристика сенсора, а также параметры, которые необходимы для наладки и контроля его работы. Термостат поддерживает температуру 250 ± 1 °С в зоне сенсора.

Рисунок 9.2 Структурная схема измерения – преобразования в газоанализаторе АГТ – СО: ИСТ – источник стабилизированного тока; У – усилитель; АЦП- -аналого- цифровой преобразователь; МП – микропроцессор; ПЗУ - постоянное запоминающее устройство; ЖКИ – жидкокристаллический катализатор; БП – блок питания; R₁, R₂ – постоянные сопротивления из манганина; R_tэ, R_tp - платиновые термосопротивления соответственно эталонное и рабочее

Термостат состоит из нагревательного элемента, термопары и цифрового регулятора.

Существенным недостатком термохимического метода измерения концентрации оксида углерода является множество дополнительных погрешностей, вызванных изменением внешних факторов. К этим факторам относятся:

- изменение температуры в зоне сенсора;

- изменение скорости протекания газовой смеси через сенсор;

- изменение теплопроводности газовой смеси;

- изменение тока питания мостовой схемы;

- изменение температуры окружающей среды;

- изменение угла установки датчика в газоходе котла;

- изменение разворота датчика при установке в газоходе котла.

В настоящей работе будет определяться дополнительная погрешность, вызванная изменением разворота датчика при установке в газоходе котла.

Схема лабораторной установки

Схема лабораторной установки приведена на рисунке 9.3. Она включает измерительный блок – 1 газоанализатора АГТ – СО; датчик – 2, установленный под углом 45° и соединительный кабель – 3.

Рисунок 9.3 – Схема лабораторной установки газоанализатора АГТ – СО: 1 – измерительный блок, 2 – датчик, 3 – соединительный кабель.