Устройство для измерения параметров газа

» 943559

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапистичесиик

Респубпии (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(5! )М. Кл. (22) Заявлено 14. 10.80 (21) 2991999/23-26 с присоединением заявки МG. 01 N,7/00

1Ьеударетвены11 кюктвт

СССР ао делам нмбрвтеннк н открытий (23) Приоритет(53) УДК 66.012-52(088.8) Опубликовано 15 ° 07 82 ° Бюллетень JIA 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (72) Автор изобретения

А. Л. Колойденко

1

1 (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГАЗА

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в системах аналитического контроля и управления в качест.;ве датчика, например, плотности, вязкости или состава газовых смесей.

Известен газовый плотномер эффузионного типа, выполненный на элементах УСЭППА 5».

Недостатками. этого плотномера являются сложная конструкция и ограни ченная точность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров газа, содержащее каналы эталонного и измеряемого газов, в каждом из которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовой дроссельный делитель, связанный с линией сброса соответствующего канала, регулятор давления, плюсовой вход которого подключен к линии эаданного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного дели1 теля, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с глухой, расходной и сопловой камерами и выходной узел L2 ).

Однако у известного устройства низкая точность, обусловленная наличием элементов с ограниченной надежностью.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что выход регулятора подключен к глухой камере повторителя, расходная камера которого соединена с выходами ограничительных дросселей обоих каналов, а выходной узел выполнен го в виде операционного усилителя с линейным дросселем, при этом выходы дроссельных делителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены

3 94355 соответственно к плюсовому и минусовому входам усилит ел я, выход ко торого через линейный дроссель связан со

Таким образом, изменение параметра П в конечном счете, оказывается пропорциональным изменению давления P выходного сигнала устройства, т.е.

5 10 коэффициент пропорциональности; П параметр эталонного газа, в качестве которого может быть использован, например, киповский воздух.

50

55 своим минусовым входом.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения параметров газа.

Устройство состоит из ограничительных дросселей 1 и 2, повторителя давления 3, двухвходовых дроссепьных делителей 4 и 5, установленных в канале эталонного газа, двухвходовых дроссельных делителей 6 и 7, установ ленных в канале измеряемого газа, регулятора давления 8, операционного усилителя 9 и линейного дросселя 10, образующих выходной узел, а также линий входа и сброса эталонного и измеряемого газа в линии заданного давления Ро

Устройство может быть собрано из серийных элементов УСЭППА. Так, например, регулятор 8 может быть выполнен на основе пятимембранного сумматора типа П2ЭС.3, охваченного единичной инерционной положительной обратной связью, образованной звеном дроссель— объем. Аналогично может быть реализован усилитель 9. В качестве линейного дросселя 10 может быть использован квазилинейный дроссель. Дроссельные делители 4, 5 и. 6, 7 в зависимости от измеряемого параметра., например, плотности или вязкости должны быть ламинарно-турбулентными или турбулентно-ламинарными, причем при настройке должно быть обеспечено равенство соответствующих сопротивлений Й = R6, R = R>.

Устройство работает следующим образом.

Эталонный и измеряемый газ из линий входа непрерывно поступает через ограничительные дроссели 1 и 2 и далее через расходную и сопловую камеры повторителя 3, с одной стороны, и через делители 4, 5 и 6, 7, с другой стороны, в линии сброса. При этом давления P>, P> на входах делителей

4, 5 и 6, 7 согласно принципу действия повторителя 3 оказываются равными давлению Р„ на выходе регулято ра 8, т.е. Р„= Р = Р и . Регулятор 8; воздействуя на давление Р„, поддер живает давление Р на выходе делителей 6, 7 на уровне заданного давления РО, тем самым обеспечивая постоянство расхода Q> =. Q> через дроссе1

9 4 ли делителей 6, 7. Аналогично усилитель 9 путем изменения расхода Q через дроссель 10 поддерживает давление Р на уровне Ри = Po что обеспечивает постоянство суммарного расхода Q> —— 0 + Q через дроссель 4 дроссельного делителя 4-5 и дроссель 9.

Пуст ь, например, в некоторый момент времени измеряемый параметр измеряемого газа Пи начинает увеличиваться. При постоянном расходе Q это

1 приводит к увеличению давления Ри .

Регулятор 8, стремясь сохранить давление Ри на прежнем уровне, начнет уменьшат ь давление Р—— P . и, следо1 вательно, расход 0 . Уменьшение давления Р = P> приводит также к умень1 шению расхода 0э и давления Рэ . Теперь уже усилитель 9, стремясь сохранить давления Рз на прежнем уровне, должен будет увеличить давление P на такую величину, чтобы расход

1 скомпенсировал уменьшение расхода Q> °

Поскольку регулятор 8 и усилитель

9 обладают высокой точностью, а величина соотношения R>/В„о может быть установлена в процессе настройки достаточно большой, то чувствительность устройства и связанная с ней точность измерения параметра может быть достаточно высокой. Повышение точности устройства происходит, во-первых, за счет более высокой точности обеспечеt ния равенства давлений P — — Рц, которое в устройстве отрабатывается в расходной камере одного, общего для дросселей 1 и 2, повторителя 3, и, во-вторых, за счет применения в качестве выходного устройства операционного усилителя 9 с линейным дросселем 10, обеспечивающих компенсационный принцип измерения. Применение изобретения в промышленности позволяет получить значительный экономический эффект за счет повышения точности определения параметров s технологических газах химических, нефтехимических и др. производств.

943559

Формула изобретения

Составитель Н. Романникова

Редактор Т. Парфенова Техред И. Надь Корректор Г. Огар

Заказ 5096/48 Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий в 113035, Иос ва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Уст ройст во для измерения па раметров газа, содержащее каналы эталонного и измеряемого газов, в каждом из 5 которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовой дроссельный делитель, связанный .с линией сброса соответствующего канала, регулятор давления, плюсовой вход которого подключен к линии заданного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного делителя, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с глухой, расходной и сопловой камерами и выходной узел, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, выход регулятора давле- 20 ния подключен к глухой камере повторителя давления, расходная камера которого соединена с выходами ограничительных дросселей обоих каналов а выходной узел выполнен в виде операционного усилителя,с линейным дросселем, при этом выходы дроссельных делителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены соответственно к плюсовому и минусовому входам усилителя, выход которого через линейный дроссель связан с минусовым входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузнецов В. И. и др. Пневматический датчик состава и свойств газов.

Труды совещания . Часть 1, НИИТЭХИИ.

М., 1974, с. 156.

2. Авторское свидетельство СССР 458738, кл. G Ol N 9/26, 1970.