Индикатор воспламеняющегося газа с каталитической нитью накаливания (индикатор вгкнн)

18.2.1 Принцип действия

Чувствительным элементом индикатора ВГКНН обычно является каталитическая металлическая нить накаливания, нагреваемая при прохождении через нее электрического тока. В некоторых приборах каталитическая нить накаливания заменена керамическим шариком с катализатором (пеллистерон), но принцип их действия один и тот же. В момент контакта каталитической нити накаливания со смесью углеводородного газа с воздухом данный газ окисляется на горячей нити и делает ее еще горячее. При этом увеличивается сопротивление нити, а изменение сопротивления позволяет измерить концентрацию углеводородного газа в конкретной смеси.

Упрощенная схема электрической цепи индикатора ВГКНН показана на рис. 18-1. Схема представляет собой мостик Уитстона с чувствительным элементом в виде каталитической нити накаливания, образующей одно из плеч мостика.

Индикатор приводится в состояние готовности в процессе балансировки мостика с каталитической нитью накаливания при температуре, соответствующей требованиям надлежащей эксплуатации, путем контакта со свежим воздухом, после чего счетчик показывает ноль. Увеличение сопротивления чувствительной каталитической нити накаливания, вызываемое окислением образца смеси, нарушает равновесие мостика и вызывает отклонение показания на величину, пропорциональную концентрации воспламеняющегося газа. Отклонение показания отображается на шкале, градуированной для снятия показаний в пределах 0 - 100% от НПВ. Некоторые приборы содержат дополнительную электрическую схему для снятия показаний во втором расширенном диапазоне 0 - 10% от НПВ. Для получения устойчивых показаний электрическое напряжение в мостике должно поддерживаться постоянным при помощи предусмотренной в приборе регулировки.

КОМПЕНСИРУЮЩАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ

НИТЬ НАКАЛИВАНИЯ НИТЬ НАКАЛИВАНИЯ

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ БАТАРЕЙКИ

Рис. 18-1. Упрощенная электрическая схема индикатора воспламеняющегося газа с каталитической нитью накаливания

Другое плечо мостика содержит вторую каталитическую нить накаливания (компенсирующую нить накаливания), идентичную чувствительной каталитической нити накаливания, причем обе нити расположены в приборе близко друг к другу. Однако вторая нить находится в постоянном контакте с чистым воздухом, и такое устройство автоматически компенсирует влияние изменения температуры окружающей среды на показание прибора. Сопротивления в двух других плечах мостика изготовлены из сплава, электрическое сопротивление которого практически не зависит от температуры.

Измерения следует производить согласно подробным инструкциям изготовителя. После того как прибор был первоначально установлен на ноль путем контакта свежего воздуха с чувствительной нитью накаливания, проба всасывается внутрь измерительного устройства с помощью резиновой вытяжной груши или насоса. Показание снимается в тот момент, когда указатель прекращает двигаться по шкале.

Несбалансированность напряжения на измерительном устройстве пропорциональна концентрации углеводорода, превышающей НПВ в 2-3 раза, хотя показание не может выходить за пределы 100% от НПВ. Если данная концентрация превышает приблизительно в два раза НПВ, то содержания кислорода в смеси недостаточно для полного сгорания углеводородного газа. Прибор реагирует на такую концентрацию так, что указатель сначала отклоняется к максимальному показанию на шкале, а затем возвращается обратно к показанию, близкому к нулю. Необходимо постоянно наблюдать за показаниями для того, чтобы не просмотреть указанное реагирование прибора. Продолжительная эксплуатация прибора в атмосфере с газовой смесью такого рода приводит к отложению углеродистого вещества на чувствительной нити накаливания и может изменить чувствительность прибора. В таких случаях чувствительность прибора следует контролировать.

По этой же причине прибор не дает надежных показаний в атмосферах с недостаточным содержанием кислорода, таких, как те, которые встречаются в инертизированных танках. Прибор не должен использоваться для измерения концентраций углеводорода в инертизированных танках.

Неуглеводородные газы, такие, как сероводород или оксид углерода, или газы, выделяющиеся из свинцово-содержащих соединений, присутствие которых можно ожидать в атмосфере танка, могут повлиять на чувствительность измерительного устройства, но только в том случае, если их концентрация очень высока.

Данный прибор обычно снабжен фильтром для задержки твердых частиц и жидкости. Он не будет реагировать на присутствие воспламеняющихся взвесей (таких веществ, как смазочные масла) или пыли.

18.2.2 Методы контроля прибора

На заводе для получения точных показаний прибор регулируется путем использования смеси углеводородного газа с воздухом, состав которой должен быть указан на бирке, прикрепленной к прибору.

Чувствительность прибора следует контролировать каждый день перед началом его предполагаемого использования. Такой же контроль следует производить после замены нити накаливания. Для этой цели имеются наборы инструментов для тестирования в натурных условиях, которые позволяют создавать смесь углеводородного газа с воздухом (такую, как 50% от НПВ бутана в воздухе). Через определенные интервалы времени прибор следует контролировать более тщательно в лаборатории, оснащенной соответствующим газосмесительным оборудованием.

В процессе эксплуатации важно время от времени контролировать данный прибор и линии отбора проб на газопроницаемость, так как проникновение воздуха может разбавить пробу, в результате чего могут быть получены искаженные показания.

Испытание на газопроницаемость можно осуществить, зажав пробоотборную линию после сдавливания вытяжной груши; груша не должна расширяться, пока пробоотборная линия пережата.

18.2.3 Точность измерений

Чувствительность прибора зависит от состава углеводородного газа, а в практических условиях этот состав неизвестен. Тарирование прибора таково, что он срабатывает, как правило, на безопасном уровне для газов, встречающихся при эксплуатации танкера.

Факторами, которые могут повлиять на точность измерения, являются большие перепады температуры окружающей среды и избыточное давление в контролируемой атмосфере танка, приводящее к высокоскоростному потоку, который в, свою очередь, влияет на температуру нити накаливания. Для предотвращения влияния скорости потока газа на практике рекомендуется снимать показание в момент отсутствия потока, т.е. в промежутке между двумя нажатиями на резиновую вытяжную грушу.

Не рекомендуется использовать разбавительные трубки, которые делают возможным использование индикаторов с каталитической нитью накаливания для измерения концентраций в перенасыщенных смесях углеводородного газа с воздухом.

18.2.4 Эксплуатационные характеристики

Следует использовать только те приборы, которые оборудованы гасителями обратного зажигания, установленными во входных и выходных отверстиях камеры с чувствительной нитью накаливания. Гасители необходимы для предотвращения возможного распространения пламени из камеры сгорания, поэтому следует постоянно проверять, чтобы они находились на своем месте.

Для одобрения прибора некоторые администрации требуют, чтобы вокруг измерительного устройства в алюминиевом кожухе были установлены полихлорвиниловые (ПХВ) крышки во избежание опасности возникновения воспламеняющего искрения при ударе кожуха о ржавую сталь.

При измерении содержания углеводородов не следует использовать фильтры, кроме фильтров из хлопка, вставленных во входное газовое отверстие камеры для задержки твердых частиц или жидкости, содержащихся в пробе газа, хотя может оказаться необходимым использование в пробоотборной линии материала, поглощающего воду, или водяной ловушки в случае, если газ содержит большое количество влаги (см. раздел 18.10).

Дата добавления: 2015-10-28