一體化熱導池式氫分析儀的製作方法

2023-05-28 15:06:06

一體化熱導池式氫分析儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體化熱導池式氫分析儀，包括高精度恆流源電路和熱導池，所述高精度恆流源電路設在所述熱導池的殼體內。將高精度恆流源電路和熱導池做成一體。把高精度恆流源電路做在熱導池的殼體內，殼體採用密封結構，既可避免高精度恆流源電路在腐蝕性環境中受到腐蝕而損壞，延長了氫分析儀的無故障使用時間，同時又可保證一次儀表和二次儀表的互換性，便於維修和更換。
【專利說明】一體化熱導池式氫分析儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氫分析儀【技術領域】，尤其是一種用於熱處理滲氮爐氣氛的氨分解率測定的一體化熱導池式氫分析儀。
【背景技術】
[0002]氫分析儀的作用原理基於通過測量被測混合氣體的導熱率來測出其中氫氣的濃度，可用於熱處理滲氮爐氣氛的氨分解率測定，是通過測定氨分解後氫氣百分比含量的變化從而指示氨分解率，也可用於熱處理氣體滲氮爐中氣氛控制，也可用於氨分解制氣裝置。
[0003]氫分析儀的電氣系統由高精度恆流電源及熱導池兩大部分組成，熱導池有四個熱敏電阻組成惠斯登電橋，兩個充以氨氣，另兩個通以被分析氣體，當測定儀通入0% H2的氣體時(一般為氮氣或空氣)，調節電位器，使惠斯鄧電橋處與平衡狀態，輸出為O mV ;當通入100%H2的氣體時，電橋處於不平衡狀態，調節電位器，使輸出為100 mV。現有氫分析儀的結構中，存在兩種類型:
[0004]1、熱導池I和高精度恆流源電路2分體:將熱導池I和高精度恆流源2分別製作，如圖1所示，然後將兩者組裝在一個較大的儀表殼體內，輸出(TlOOmV直流信號提供給二次儀表3。該方案的缺陷是高精度恆流源電路2裸露在儀表殼內，由於該儀器不可避免在含有腐蝕性氣體氨氣的周邊環境中使用時，該電路很容易受到氨氣的腐蝕而損壞，導致該分析儀失效。
[0005]2、熱導池I直接配接二次儀表3:該方案是將高精度恆流源電路2做在二次儀表3中，如圖2所示，二次儀表3直接與熱導池I相連。該方案雖然克服了分體的缺陷，但由於組成熱導池I的核心元件鉬電阻的離散性，造成熱導池I不具備互換性，二次儀表3必須與熱導池I配對使用。在使用中，二次儀表和熱導池任意一個有故障，則必須將二次儀表和熱導池同時返回給製造廠家維修或更換，給現場維護修理帶來了不便。
實用新型內容
[0006]本實用新型針對現有技術的不足，提出一種一體化熱導池式氫分析儀，可避免高精度恆流源電路在腐蝕性環境中受到腐蝕，從而延長氫分析儀無故障使用時間，同時又可保證一次儀表和二次儀表的互換性，便於維修和更換。
[0007]為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供以下技術方案:一種一體化熱導池式氫分析儀，包括高精度恆流源電路和熱導池，所述高精度恆流源電路設在所述熱導池的殼體內。
[0008]進一步地，所述殼體為密封結構。
[0009]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:將高精度恆流源電路和熱導池做成一體。把高精度恆流源電路做在熱導池的殼體內，殼體採用密封結構，既可避免高精度恆流源電路在腐蝕性環境中受到腐蝕而損壞，從而延長氫分析儀無故障使用時間，同時又可保證一次儀表和二次儀表的互換性，便於維修和更換。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為熱導池和高精度恆流源電路分體的結構示意圖；
[0011]圖2為熱導池直接配接二次儀表的結構示意圖；
[0012]圖3為本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖4為本實用新型電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本實用新型的保護範圍有任何的限制作用。
[0015]如圖3所示的一種一體化熱導池式氫分析儀，包括高精度恆流源電路2和熱導池1，所述高精度恆流源電路2 (圖中虛線框所示)設在所述熱導池I的殼體內。所述殼體為密封結構，由熱導池I主體和上蓋11密封構成。熱導池I上方的兩細線表示外接電源和信號輸出。
[0016]由於氣體導熱率的絕對值極小，直接測量較困難，在實際測量中，是通過測量熱敏電阻因氣體導熱率改變而改變的電阻值，來間接測得不同氣體的不同導熱率。氫分析儀以通電加熱的鉬絲作熱敏感元件，當被分析氣體中氫氣濃度變化時，被分析的氣體的導熱率隨之變化，將敏感元件鉬絲上的熱量帶走，敏感元件鉬絲的電阻值也隨之改變，並在惠斯登電橋中產生不平衡電壓輸出.[0017]氨高溫分解為氮氣和氫氣，氨分解後產生的H2與N2體積之比為3:1。當氨分解率為0%時，H2濃度為O ;氨分解率為100%時，H2濃度為75 %。當氣體中H2濃度為0%時本測定儀輸出為O mV ;H2濃度為100%時，輸出為100 mV。
[0018]如圖4所示，輸入電源提供500mA的5V直流電源，為恆流源提供電源；恆流源電路為熱導池的四個熱敏電阻組成惠斯登電橋提供約120mA的穩定恆流，為鉬絲通電加熱；當被分析氣體中氫氣濃度變化時，被分析的氣體的導熱率隨之變化，將敏感元件鉬絲上的熱量帶走，敏感元件鉬絲的電阻值也隨之改變，並在惠斯登電橋中產生不平衡電壓輸出。通過調零和調滿度電路，將惠斯登電橋中產生的不平衡電壓調整為規範的輸出電壓範圍(TlOOmV，對應0?100%的氫含量。
[0019]本氫分析儀與將熱導池和高精度恆流源分別製作，然後將兩者組裝在一個較大的儀表殼體內，輸出OlOOmV直流信號提供給二次儀表的方案相比較，本方案的優點是高精度恆流源電路密封在熱導池外殼內，在含有腐蝕性氣體氨氣的周邊環境中使用時，可避免該電路受到腐蝕而損壞，從而導致該分析儀失效。
[0020]本氫分析儀與將高精度恆流源電路做在二次儀表中，二次儀表直接與熱導池相連的方案相比較，本方案將高精度恆流源電路做在熱導池的外殼內，通過調零和調滿度電路，使氫分析儀具備互換性，給現場維護修理或更換帶來了方便。
【權利要求】
1.一種一體化熱導池式氫分析儀，包括恆流源電路和熱導池，其特徵在於:所述恆流源電路設在所述熱導池的殼體內。
2.如權利要求1所述一體化熱導池式氫分析儀，其特徵在於:所述殼體為密封結構。
【文檔編號】G01N25/20GK203534993SQ201320632656
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】仲生新 申請人:北京市培特永昌機電技術有限責任公司