В газоанализаторе в качестве измерительной схемы использованы два моста: рабочий I и сравнительный II.
Рабочий мост собран из чувствительных элементов R1— R4, расположенных в камере, через которую пропускается проба АГС. Сравнительный мост собран из чувствительных элементов R5— R8, размещенных в камере, через которую пропускается сравнительный газ — атмосферный воздух. Потоки пробы АГС и сравнительного газа на выходе из камер объединяются, достигается равенство давлений в обеих камерах, встроенных в латунный блок.
Рис. 12. Схема газоанализатора типа МН: I, II — рабочий и сравнительный мосты; 1 — реохорд; 2 — шкала; 3 — подвижной квнтакт (поводок) реохорда; 4 — реверсивный двигатель; 5 — усилитель
Обозначим напряжение в диагонали съема моста I через U1, в диагонали съема моста II — U2, а напряжение, снимаемое с участка реохорда I — U3. Напряжения U1 и U2 сдвинуты по фазе на 180°. Усилитель переменного тока 5управляет реверсивным двигателем 4, перемещающим подвижный контакт 3реохорда 1 и механически связанную с ним стрелку (указатель) шкалы 2до тех пор, пока напряжение на выходе усилителя не станет равным нулю. В момент равновесия схемы напряжение Ul компенсируется равным ему и сдвинутым по фазе на 180° напряжением U1. Положение подвижного контакта 3реохорда 1, а следовательно, и положение указателя шкалы 2 определяются как отношение U1/U2.
Действительно, в момент равновесия схемы U1=Ul = U2(l/z), откуда l=z(U1/U2) где z— длина реохорда, а l — расстояние от подвижного контакта 3 реохорда 1.
Так как при изменении давления и температуры пробы АГС, а также напряжения питания прибора U1 и U2 меняются по одному и тому же закону, то показания газоанализатора не зависят от указанных факторов.
В многокамерных газоанализаторах используются чувствительные элементы с наружной конвекцией, размещаемые между полюсами магнитов и ложными наконечниками.
Если рассмотренные схемные и конструктивные решения многокамерных систем в какой-то мере устраняют влияние давления и температуры пробы АГС, то они не предотвращают влияние неопределяемых компонентов пробы АГС. Положение усугубляется тем, что на чувствительные элементы действуют не только упорядоченные потоки термомагнитной конвекции, но и огромные потоки тепловой конвекции, сила которых определяется плотностью газа, т. е. переменной величиной, зависящей от состава пробы АГС. Причем если для кольцевых камер в отсутствие кислорода поток тепловой конвекции равен нулю и влияние плотности отсутствует, то в рассматриваемых многокамерных системах поток тепловой конвекции не связан с наличием кислорода в пробе АГС, он всегда имеет определенное значение и влияние плотности максимально. Для многокамерных систем характерно большое число модификаций, различающихся не только шкалами, но и, что более важно, конструкциями камер и схемными решениями.
На базе многокамерных систем возможно создание модификации для использования на подвижных объектах.
Потоки термомагнитной конвекции, охлаждающие рабочие ЧЭ, имеют противоположные направления. Потоки свободной тепловой конвекции, возникающие при наклоне камеры, суммируются с одним из потоков термомагнитной конвекции и частично компенсируются другим потоком.
Таким образом, поскольку измеряемый эффект представляет собой сумму эффектов, реализуемых рабочими ЧЭ, то теоретически погрешность от влияния наклона камеры должна компенсироваться. Практически же в газоанализаторах, в которых используется описанная конструкция камеры, например в газоанализаторе МН-5112 (переносный), допустимое значение угла наклона, при котором возникает погрешность, не превышающая основную, составляет 45°.
Преимущество многокамерных систем — использование миниатюрных малоинерционных чувствительных элементов, обеспечивающих устойчивую работу газоанализаторов в условиях механических воздействий. Инерционность таких ЧЭ не превышает 30 с при крутизне номинальной статической характеристики 20—25 мВ на 1 % (об.) кислорода.
Многокамерные газоанализаторы выпускаются отечественными приборостроительными заводами. Это газоанализаторы, в которых используется схема компаратора напряжения переменного тока МН-5130, МН-5121 — МН-5128, а также газоанализаторы типов МН-5106М и МН-5110Т4.
С двухкамерными первичными преобразователями выпускаются газоанализаторы «Magnos 5», «Magnos 5T» фирмы «Hart-man and Braun» (ФРГ), модель 6500 фирмы GKHP (Англия), модель 7803 фирмы «Leeds and Northrup» (ФРГ)