ГАЗОВЫЙ ПЛОТНОМЕР Российский патент 1996 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к области измерений плотности газообразных сред.

Известны газовые плотномеры, основанные на сравнении вращающих моментов аэродинамических полей, образованных в двух камерах, заполненных исследуемым и сравниваемым газами, при вращении крылатых роторов (см. книгу О.Арутюнова "Датчики состава и свойств вещества", М.-Л. Энергия, 1966, стр. 29).

Такие аэродинамические плотномеры обладают недостаточной чувствительностью и точностью измерений и предназначены для исследований газов повышенной вязкости.

Известны поплавковые плотномеры газов, содержащие тонкостенную полую стеклянную камеру, заполненную контрольным газом, например азотом, и которая помещена в контейнер, заполненный испытуемым газом. Камера с контрольным газом закреплена на прецизионных весах. Для равновесия весов, для определения начала диапазона измерений, контейнер заполняют контрольным газом, на противоположной чаше весов располагается негерметичная, но одинаковая по весу вторая камера. (См. книгу О.Арутюнова "Датчики состава и свойств вещества", М.-Л. Энергия, 1966, стр. 24).

Такие плотномеры при сложности конструкции обладают недостаточной точностью из-за большого числа составляющих погрешностей, связанных с малым весом газа относительно веса камер, а поэтому сильно влияние нестабильности температуры, вибрации, потоков газа.

Задачей изобретения является повышение точности измерений плотности газов при упрощении конструкции плотномера.

Для достижения указанной задачи, обе камеры соединены трубками с соответствующими отсеками дифференциального манометра и расположены на кронштейне, обеспечивающем их периодические противофазные вертикальные перемещения.

На чертеже схематически изображен общий вид газового плотномера, имеющего дифференциальный манометр 1 с двумя отсеками 2 и 3, прибор для регистрации выходного сигнала манометра, например, самописец 4, две периодически наполняемые исследуемым газом камеры 6 и 7, соединенные трубками с соответствующими отсеками 2 и 3 дифференциального манометра 1. В качестве дифференциального манометра используется любой известный манометр с достаточной чувствительностью, например, мембранный фотоэлектрический. Обе камеры 6 и 7 расположены на подвижном кронштейне, например, в виде коромысла. Путем циклического движения коромысла, камера 6 оказывается то в верхнем положении, то в нижнем. Точно также перемещается камера 7, но в противофазах с камерой 6. Для заполнения плотномера новыми порциями газа используются электроуправляемые клапаны 8.

Газовый плотномер функционирует следующим образом. После заполнения плотномера газом, электроуправляемые клапаны 8 закрываются. Когда камера 6 оказывается наверху, то давление в отсеке 2 манометра 1 будет выше, чем давление в камере 6. После перемещения камеры 6 в нижнее положение, наоборот, давление в отсеке 2 манометра упадет, а в камере 6 возрастет, что и зафиксирует прибор 4 по выходному сигналу с манометра 1. Аналогичные процессы происходят и со второй камерой 7 и отсеком 3, но поскольку они действуют в противофазе, то выходной сигнал с манометра будет в два раза выше. Поскольку перепад давлений в результате перемещений камер 6 и 7 пропорционален плотности газа, которым заполнены камеры 6 и 7, то калибровка плотномера осуществляется путем тарировки выходного сигнала манометра по газу с известной плотностью, например, по воздуху, или по контрольному газу из баллона, аналогичному исследуемому газу. Для автоматической работы плотномера с газом из магистрали, камеры 6 и 7 совершают периодические вертикальные перемещения, а в период между движениями камер происходит замена газа новыми порциями из магистрали.

При простоте и надежности конструкции высокие чувствительность и надежность и точность плотномера обусловлены тем, что время для проведения одного цикла измерения обусловлено одним периодом перемещения камер и составляет время около одной секунды, тогда как влияние всех дестабилизирующих факторов работы манометра, таких как нестабильность температуры, давления, влияющих на стабильность чувствительности и воспроизводимость результатов измерений, значительно выше не влияет на результат измерений.

Предлагаемое устройство найдет широкое применение в заводских и городских газовых котельных, ТЭЦ, и газораспределительных станциях.

Использование: для определения плотности газа. Сущность изобретения: плотномер содержит две камеры, соединенные трубками с соответствующими отсеками дифференциального манометра и расположенные на кронштейне, обеспечивающим их периодические противофазные, вертикальные перемещения. 1 ил.

Газовый плотномер, содержащий две камеры, отличающийся тем, что камеры соединены трубками с соответствующими отсеками дифференциального манометра и расположены на кронштейне, обеспечивающем их непрерывные противофазные вертикальные перемещения.