167633. lajstromszámú szabadalom • Szilárd elektolitos galváncellát tartalmazó gázelemző berendezés

167633 9 10 fok például 900 C, akkor az Írószerkezet kitérése az erősítő bemenetén lévő 3^0 mV értéknél 900 C-ra állítandó be a segédskálán, A 4, ábrán látható skálával kapcsolatban a "szénelektróda" fogalmát kell bevezetnünk. Ez az elektróda egy olyan elektróda határesete, mellyel a CO /CO viszony mérhető. Ennek az elektródának alkalmazására meghatározott hőmérsékleti tartományban a CO/COp egyensúly előtti úgynevezett /a nemzetközi irodalomból ismert/ Boudouard-egyensuly /C + CO 2 CO/ miatt van szükség. Az 5. ábrához a következő magyarázat szükséges; az oxigén parciális nyomásán tul mód "van arra, hogy a H /H 0 vagy C0/C02

viszonyokat megmérjük. Ha az üzemi hőmérs éklet 813 C, akkor a CO CO és H„ HO egyensúly mellett a tömeghatás törvényének állandója /Kp/ azonos, s ezért lehetséges az,hogy ezen hőmérséklet mellett a H? + CO/H 0 + CO viszonyt mérni lehessen, A vizgázban csak a fent emiitett négy gáz fordul elő, ezzel a módszerrel tehát meg lehet mérni a teljes H„ + CO + IIp0 + CO_-gázban a H„ + CO összetevők részarányát. Ehhez a méréshez van szükség az 5* ábrán látható skálára. Az ezen módszerrel végrehajtott mérés olyan jeleket szolgáltat, melyek értéke nagyobb, mint 750 TMVj ezért a pontosság növelése végett 750 mV értékű jel-elnyomással kell dolgozni, A 9* ábrán látható szilárd 5 elektrolitcellának hátoldalán, egymástól különböző, az oxigén parciális nyomásának különbsége által létrehozott feszültség van. Emellett a hőmérsékletet is mérni kell. Erre szolgál az 5 cellához csatlakozó 8 hőelem, amely a 4 motorkompenzátorra hőfeszültséget juttat. Az elektrolitcella feszültsége ló pólusváltó kapcsolóhoz jut el. Mivel ennek a feszültségnek pozitiv és negativ értékei egyaránt lehetnek, szükséges a pólusváltó kapcsoló, A pólusváltó kapcsoló után a feszültséget közel terhelés nélkül kell mérni, hogy a fentebb már megadott összéfüggés fennálljon, A nagy bemenő ellenállású /-10° Ohm/ 3 impedanciaváltó által szolgáltatott, a cellafeszültséggel arányos áramot egy 1 potenciométer és kapcsoló utján az áram értékeit regisztráló írószerkezetre visszük. A potenciométer az impedanciaváltón kimenő értékeket a motorkompenzátor mérési tartományának megfelelő értékére csökkenti. Az Írószerkezet a szilárd elektrolit cella cellafeszültségével arányo s értékeket regisztrál /áram, vagy feszültségértékek/. Ugyanakkor a regisztrálja a cellahőmérsékletet ponteltolás és a kalibrálás a 11. ábra szerinti kapcsolási elrendezés révén valósitható meg, A szilárd elektrolit cella helyett a 17 váltókapcsoló révén egy állandó 24 feszültségforrást lehet bekapcsolni a mérőkörbe, - ugyanúgy, mint a 9. ábra szerinti elrendezésnél. Ezzel az állandó feszültségforrással a különböző mérési tartományok bekalibrálását lehet elvégezni. A járuiékos 20 feszültségforrás a nullapont eltolására szolgál, mimellett ezt a feszültséget a 23 pólusváltókapcsoló és a potenciométer segítségével a potenciométer kimenőfeszültségé-, re vagy azzal szembe lehet kapcsolni, A 10, ábra szerinti kapcsolási elrendezésben a szilárd elektrolit cella helyett egy hármas szilárd 7 elektrolit cellát alkalmaztunk. Az egycellás mérési értékeinek, illetve ezek különbségértékeinek regisztrálására szolgál az automatikus 18 mérőhelyátkapcsoló. Egyidejűleg az alkalmazásra kerülő, 6. ábra szerinti mérésnél a 19 Weston-normálelem kalibrált értékét /NE jel/ is lehet regisztrálni, A jelfeldolgozás a 9. ábrán látható elrendezésnek megfelelően történik. Az alapkészülék egy kereskedelmi forgalomban kapható pH-mérő-erősítőből vagy "O-125O mV feszültségtartományu jelzőműszer nélküli, áramkimenete s 3 impedanciávaltóból, egy precíziós 1 potenciométerből és egy kereskedelmi forgalomban lévő 0-10 mV feszültségtartományu /feszültségskála a 8, ábrán/ 4 motorkompenzátorból lehet összeállítva. /9-H. ábrák/. A hőmérséklet állandó értéken tartásához rendszerint elegendő egy billentyűs, kengyeles szabályozó, mely az elektromos kályha fütőszálaihoz közelfekvő termoelem jelzéseit fogja fel és a kályhát részben vagy teljesen be-, és kikapcsolja. Az 5 illetve 6 cella vagy 7 cellakombináció hőmérsékletét egy második, a levegő jellemzőit összehasonlító elektródára helyezett termoelem segítségével állítjuk be, és szükség esetén a 8 hőelemnek a motorkorapenzátor egyik mérőhelyére /7. ábra skálájára/ történő közvetlen rákapcsolásával folyamatosan ellenőrizzük, A potenciomóteres kapcsolást az impedanciaváltó és motorkompenzátor között ugy méretezzük, hogy a kialakuló maximális bemeneti feszültségeknél 10 mV-ot a szükséges beállítási biztonsággal lehessen eljuttatni a motorkompenzátorhoz. Egy olyan műszernek, melynek az 1, ábra szerinti mérési tartományra ugyanúgy ki kell terjednie, mint az 5* ábra szerintire, körülbelül 120 és 1100 mVközÖtti bemenő feszültségeket kell felvennie. Ehhez egy, az impedanciaváltó kiindulási értékeiből és a motorkompenzátor külső ellenállásából számított egyszerű ellenálláskapcsolás, - esetenként dur\a- "vagy finombeállítással - alkalmas /l potenciométer és 9-15 ellenállások/, A mérőberendezés skálájának kalibrálásánál tiszta oxigén segítségével, a l6 pólus vált ó kapcsolóra és ismert feszültségek rákapcsolása esetén a cellafeszültség helyett 17 átkapcsolóra van szükség. Több egyedi vagy kombinált cella feszültségének regisztrálásához egy speciális automatikus mérőhelyátkapcsoló egyik részét a 4 motorkompenzátorra, a másik, szinkronban mozgó részét a 3 impedanciaváltó előtt a 18 mérőhelyre állítjuk, és így a cellafeszültség és hőfeszültség méréséhez megosztjuk, A 10, ábra szerinti elrendezést a 6. ábra szerinti skálára célszerűen a 19 Weston-normálelem segítségével állítjuk be, melynek feszültségértékei ellenőrzés végett az irószalagon együtt futnak. Ekkor a 7 cellakombináció például egy hármas, szilárd, elektrolitcellából áll, melynek három mérő- és egy-j a levegő jellemzőit összehasonlító elektródája van, és Pt/PtRh termoelemből áll. Az első méroelektródán tisztítatlan, a másodikon tisztított, a harmadikon meghatározott mennyiségű vízgőzzel telitett közömbös gázt vezetünk keresztül, A 11» ábra szerinti nullapont eltoláshoz járulékos 20 feszültségforrásra van szükség, A 21 és 22 ellenállásokhoz történő illesztés és a 23 kapcsolóval történő pólusváltás után, az 1 potenciométer rövidre zárásával a 2 potenciométeren a szükséges ellenfeszültség a 4 motorkompenzátoron a 8. ábra szerinti skála sev gitségével állithat ó be. Természetesen ilyen-A 9. ábrán látható berendezés esetében az Összehasonlító gázt a szilárd elektrolit 45 cső körül, a kályhában levő zárt térbe vezetjük, A gáz ebben az esetben levegő, A külső elektródán tehát levegő van, A csőbe a mérendő gázt vezet- 45 jük be. A belső elektródára tehát a mérendő gáz kerül. Ennek a gáznak 0,2-21 suly^ oxigéntartalmának kell lennie. Az oxigénionokat vezető képessége révén mindkét elektródén olyan potenciál lép fel, amely a már idézett, fentebbi összefüggést biztosítja. Ennek előfeltétele az, hogy az 5 cellában meghatározott, példánk sze- 50 rint 813 °C hőmérséklet legyen. A hőmérséklet Celsius fokokban /l. 7. ábrát/ vagy a hőfeszültségnek megfelelően /8. ábra/ mV-ban van megadva. Az irószerkezetnek e példa szerint az ábrákon ismertetett kettős skálája van. Ha a mérendő gázban az oxigén parciális nyomása emelkedik, ^r akkor a cellafeszültség nő. Ennél fogva a motorkompenzátornak több mérőhellyel kell rendelkeznie, hogy például a cella hőmérsékletét is mérni lehessen. Az 1, ábrán látható 0 segéd jelz'és 100 suly$> oxigénre vonatkozik. Ez a jelzés tehát a vonatkoztatási alap, A 11. ábra szerinti elrendezés az oxigén 60 parciális nyomásának mérésére szolgál, A mérési tartomány kiindulási alapja ez esetben nem a • levegő, hanem valamilyen más gáz, Célszeriien általában e célra a levegő szolgál, ezért okosabb, ha a nullapontot elektromosan eltoljuk, így például az 1, ábrának megfelelően a ^_ mérési tartomány 10 suly$ oxigénnél kezdődhet. "Ö Ez az eltolódás azonban a motorkompenzátor megfelelő bekalibrálását is megkívánja. A null-10 15 20 25 30 35 40 45 '50 55 60 5