Акустический газоанализатор

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено05.0576 (21) 2360212/18-25 с присоединением заявки йй (23) Приоритет (43) Опубликовано 050678. Бюллетень РЙ 21 (45) Лата опубликования описания05.05.78

Союз Советских

Социалистнчеснин

Республик (111 610014

2 (Я) М. Кл.

01 (У 29/00

Государственный комнтет

Сонета Мнннстраа СССР по делам наооретеннй н открытнй (53) УЛК 531.754 (088.8) (72) Авторы изобретения Б.с. Григорьев, В.Г. меньшиков и В.Г. Брексон

Pl) Заявитель (54) АКУСТИЧЕСКИИ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к устройствам для определения концентрации промышленных газов и может быть применено в химической, металлургической, целлюлозно-бумажной и других отраслях 5 промышленности.

Известен звуковой газоанализатор для определения концентрации промышленных газов, содержащий акустические преобразователи, звукопроводы, рабо- 10 чую камеру, побудитель расхода газа и электронную схему/1J .

Недостатком газоанализатора является низкая эффективность температурной компенсации в широком диапазоне 15 температур.

Наиболее близок по технической сущности к предложенному — акустический газоанализатор, содержащий акустические преобразователи, измерительный и 20 эталонный каналы и электронную схему измерения (2(.

Недостаток известного устройства заключается в использовании двух интеграторов и блока вычитания сигналов, 25 что усложняет конструкцию устройства и снижает надежность в работе.

Цель изобретения-упрощение конструкции и повышение надежности акустического газоанализатора. 30

Поставленная цель достигается тем, что в электронную схему измерения введены два диода, причем выход формирующего каскада измерительного канала соединен с одним из установочных входов триггера эталонного канала и через диод со счетным входом триггера измерительного канала ° Выход формирующего каскада эталонного канала соединен с другим установочным входом триггера эталонного канала, а выход триггера подключен через диод к счетному входу триггера измерительного канала.

На фиг. 1 показана функциональная схема предложенного акустического газоанализатора; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Акустический газоанализатор состоит из измерительного и эталонного каналов. Он содержит акустические преобразователи 1, 2, звукопровод 3; штуцер 4, рабочую камеру 5, фильтр 6, трубу 7 с эталонным газом, выполняющую функции звукопровода и рабочей камеры эталонного канала, побудитель 8 расхода газа, генератор 9 электрических импульсов, формирующие каскады 10 и 11, диоды 12 и 13, триггеры 14 и 15, блок 16 компенсации температуры и интегратор 17.

610014

В измерительном канале измеряются температура и концентрация анализируемого rasa., Для этого через фильтр б, рабочую камеру 5 и штуцер 4 непрерывно просасывается с помощью побудителя 8 расхода анализируемый газ. Электрический импульс с генератора 9 поступает на акустический преобразователь 1 и на установочный вход триггера 14, в результате триггер принимает исходное состояние, при котором напряжение на его рабочем выходе равно нулю.

Излучаемый акустическим преобразователем 1 зондирующий импульс по звукопроводу 3 поступает в рабочую камеру 5 и, отражаясь от ее начала и конца, возвращается на акустический преобразователь 1. С выхода преобразователя. импульсы 18 поступают на формирующий каскад 10, где усиливаются по амплитуде и преобразуются в короткие по длительности импульсы 19.

Первый отраженный импульс с формирующего каскада 10 поступает через открытый диод 12 на счетный вход триггера 14 и включает его. Выключается триггер 14 передним фронтом импульса 20, поступающего с выхода триггера 15 через диод 13 на счетный вход триггера 14.

Второй отраженный импульс через диод 12 не проходит,, так как он в это время заперт импульсом 20 напряжения.

В результате двойного срабатывания триггера 14 íà его выходе появляется импУльс 21, длительность котоРого 1.э зависит только от температуры анализируемого газа.

Известно, что скорость распространения акустических волн в рабочей камере прямо пропорциональна температуре газа и обратно пропорциональна его концентрации. Поэтому отраженный импульс в эталонном канале всегда приходит на акустический преобразователь

2 раньше, чем второй отраженный импульс B измерительном канале приходит на акустический преобразователь 1, так как оба канала нахЬдятся в одинаковых температурных условиях. Только при концентрации анализируемого газа, равной нулю, и равенстве длин эвукопроводов и рабочих камер обоих каналов эти импульсы приходят одновременно.

В эталонном канале измеряется температура анализируемого газа. При этом электрический импульс. с генератора 9 поступает на акустический преобразователь 2 и на установочный вход триггера 15, ставя его в исходное состоя- ние, при котором напряжение на его рабочем выходе равно нулю.

Излучаемый акустическим преобразователем 2 зондирующий импульс поступает в трубу 7, в которой находится эталонная среда, например воздух.

Отраженный от конца трубы 7 зондируюt щий импульс возвращается на акустический преобразователь 2, откуда импульс

22 поступает на формирующий каскад 11, усиливается по амплитуде и преобразуется в короткий по длительности импульс ,23.

Первым во времени иэ отраженных импульсов на установленный вход трнг10 гера 15 поступает первый отраженный импульс с формирующего каскада 10 измерительного канала. Но так как по этому входу триггер 15 уже сработал от импульса электрического генератора 9, то вновь пришедший на этот вход

15 отраженный импульс только подтверждает предыдущее состояние триггера 15, не вызывая его опрокидывания.

Через промежуток времени t на другой установочный вход триггера 15 а

20 поступает импульс 23 с формирующего каскада 11 эталонного канала и вызывает его опрокидывание. При этом на рабочем выходе триггера 15 формируется передний фронт импульса 20, которым выключается триггер 14 и запирается диод 12. Диод 13 предназначен для исключения шунтируницего действия выхода триггера 15 на счетный вход триггера 14.

Триггер 15 выключается вторым отраженным импульсом с измерительного канала, поступающим на первый установочный вход триггера 15. В результате на его выходе появляется полностью сформированный импульс 20 длительностью L>. Длительность этого импульса равна разности временных интервалов ц и сэ и зависит от концентрации анализируемого газа и, в значительно меньшей степени благода4" ря выполненной операции вычитания, от температуры.

Временной интервал ь„ определяется первым и вторым отраженными импульсами измерительного канала и эа45 висит от .температуры и концентрации анализируемого газа.

Импульс 21 длительностью СЭ и импульс 20 длительностью поступает в блок 1б компенсации температуры.

50 Отсюда сигнал, зависящий только от концентрации анализируемого газа, поступает на интегратор 17. Информация с интегратора может регистрироваться самопишущим прибором или поступать через аналого-цифровой преобразователь на ЭВМ.

Конструкция акустического газоанализатора по сравнению с известными надежнее и проще в изготовлении.

Формула изобретения

Акустический газоанализатор, содержащий акустические преобразователи, измерительный и эталонный каналы

65 и электронную схему измерения, сос61 00 1.4

Уиг. 1

Составитель A. Волков

Редактор T Орловская Техоед 3. Фанта Корректор А Гр"ценно

Заказ 2999/32 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5 с с ХЮ с

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тоящую из формирующего каск,: да и триггера в измерительном и эталонном каналах, блока компенсации температуры и интегратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в электронную схему измерения введены два диода, причем выход формирующего каскада измерительного канала соединен с одним из установочных входов триггера эталонного канала и через диод со счетным входом триггера измерительного канала, а выход формирующего каскада эталонного канала соединен с другим установочным входом триггера эталонного канала, а выход этого триггера подключен через диод к счетному входу триггера измерительногo канала.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 443306, Я 01 М 29/00, 1974.

)0 2, Контрольно-измерительные приборы, вып. ХХН, УНИХИМ, 1972, с. 3438.