Контроль качества сгорания топлива

Другой способ, предложенный Люфтом и Морманом , ис​пользует термоанемометрический мост, состоящий из проволоч​ных нагревателей, равновесие которого нарушается при измене​нии скорости потока. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 15. Сравнительный газ под постоянным давлением по двум каналам 1 через прорези попадает в канал анализируемого газа. Одна из двух прорезей находится в сильном неоднородном магнитном поле. Пневматическое сопротивление обоих каналов 1 с помощью винта настраивается так, чтобы при одинаковой кон​центрации кислорода в анализируемом и вспомогательном газе движение газов в измерительной системе было полностью симме​тричным. При снижении, например, содержания кислорода в ана​лизируемом газе возникает давление, направленное от магнитов в сторону измерительного канала, так как противодавление кисло​рода в анализируемом газе против прорези становится меньше. Симметричное распределение потоков нарушается, и в соедини​тельном канале 2 возникает поперечное течение. Один из находя​щихся здесь проволочных нагревателей 4 охлаждается. Вместе с находящимися в кольцевом канале 3 нагревателями он образует мост Уитстона. Под действием протекающего тока температуранагревателей достигает примерно до 100 °С. Вызванное охлажде​нием изменение сопротивления нарушает баланс моста и является мерой разности концентраций кислорода. На сравнительные элементы, установленные в кольцевом канале 3, не влияет попе​речный поток, так как этот канал связан с каналом 1 капиллярами. Эти элементы служат для сохранения нулевой точки газоанализа​тора при изменении давления и температуры. Влияние завися​щих от положения нагревателей конвективных потоков в сравни​тельном канале устраняется при помо​щи установочного винта. В противо​положность термомагнитным прибо​рам сигнал этих газоанализаторов не зависит от немагнитных свойств компонентов анализируемой смеси, таких как теплопроводность, удель​ная теплоемкость и вязкость. Они особенно пригодны для изме​рения концентрации кислорода в газовых смесях с сильно изме​няющимся составом и дл» измерения разности содержания кисло​рода в двух газах, которые используют как анализируемый и сравнительный (например, в процессах окисления в химии или биологии). Измерение содержания кислорода в агрессивных га​зах возможно, но из-за диффузии агрессивных компонентов в срав​нительный газ промышленной применение такого метода изме​рения проблематично. Вспомогательный раз, в качестве кото​рого используют азот, диоксид углерода или воздух, можно по​давать из баллона или с помощью насоса. Применение СО2 имеет по сравнению с азотом преимущество вследствие ее более высокой теплоемкости, более низкой теплопроводности и вязкости, что приводит почти к удвоению чувствительности анализа.

Описанный выше газоанализатор под названием Oxygor вы​пускает фирма Maihak (Гамбург, ФРГ). Минимальный диапазон измерения 0—0,1 % (объемн.) О2; прибор может работать также с подавлением нуля при соответствующем сравнительном газе (для газа, содержащего 20—21 % О2 — с воздухом, 99—100 % О2 — с кислородом) с точностью ±2 % от диапазона измерения. Прибор термостатирован. Чистое запаздывание его ~5 с, время выхода на 90 %-ное показание 15 с. При расходе сравнительного газа 10 см3/мин 10-кг баллон с СО2 может работать около года.

Рис. 16. Схема газоанализатора Оху-ttiat 2 фирмы Siemens: 1 — анализируемый газ; 2 — вспомога​тельный газ; 3 — измерительная камера; 4 — полюс электромагнита переменного тока; 5 — детектор малых расходов

В 1970 г.. фирма Siemens начала выпускать газоанализатор Охуmat . Измерение изменения давления вспомогательного газа в нем производится с помощью недавно разработанного ми​кродетектора потока газа. Этот детектор позволяет работать с пе​риодически изменяющейся силой магнитного поля, создаваемого электромагнитом. Возникающие при этом пульсирующие изме​нения газового потока измеряются микродетектором и усили​ваются. Схема устройства показана на рис. 16. В плоскук измерительную камеру, изготовленную из коррозионностойкой стали, с двух сторон подается вспомогательный газ. Левая поло​вина измерительной камеры находится между полюсами электро​магнита (поле меняется с частотой 8 1/3 Гц). Вспомогательный гаг под давлением в несколько бар поступает в систему через диа​фрагму (с отверстием, выполненным при помощи луча лазера) выполняющую роль дросселя. При наличии в анализируемом газе кислорода возникающие между двумя половинами измеритель​ной камеры периодические импульсы перепада давления чере; изогнутую в форме восьмерки трубку (для компенсации изменений потока, вызванных инерционными силами при импульсном движении газа) передаются детектору расхода. Малейшие пульсации потока детектор преобразует с большой точностью в электрически! сигналы. Он состоит из двух никелевых сеток, имеющих форм} меандров, установленных поперек потока очень близко друг о1 друга. Между обогреваемыми током сетками существует тепловая связь, сильно зависящая от расхода газа. При появлении пульсирующего потока газа электрические сопротивления сеток рассогласовываются и измеряются при помощи моста сопротивлений Малая инерционность детектора позволяет получать очень низ кие значения времени установления показаний (выход на 90 % ное показание