Пневматический преобразователь гигрометра Советский патент 1983 года по МПК G01N11/08 

(5) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГИГРОМЕТРА

1.

Изобретение относится, к аналитйческому приборостроение и может быть использовано в лробоотборных пневматических устройствах гигрометров для измерения влажности агрессивных газовых сред.

Известен гигрометр, предназначен ный для измерения влажности хлорсодержащих газов, содержащий кулонометрический чувствительный элемент, магистрали подвода и отвода анализируемого газа и регулятор расхода газа 1. ,

Регулятор расхода газа в известном датчике гигрометра, предназначенный для поддержания на постоянном значении расхода анализируемого газа через чувствительный элемент, состоит из регулятора давления газа типа до себя и установленного перед ним по ходу газа пнеамосопрот 1вления и выполнен из материалов, корродирующих в среде анализируемого газа. Выполнение регулятора расхода газа из материалов, коррозиомно устойчивых в среде анализируемого газа, вследствие сложности его конструктивного исполнения, например из стекла и фторопластов, нецелесообразно.

По этой причине известный гигрометр имеет очень низкие показатели надежности и малый срок службы. Крог ме.того, регулятор давления газа в

10 известном гигрометре очень чувствителен к колебаниям давления газа в магистрали его отвода в дренажную линию, что приводит к нестабильнос j ти в показаниях гигрометра и, следовательно, к снижению точности измерений влажности газа.

Наиболее близким техническим решением является пневматический пре20 образователь гигрометра, содержащий магистрали подвода и отвода анализируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого газа чувствительным элементом, на входе и выходе которого установлены стабилизаторы давления, а магистрали отвода снабжены побудителем расхода 23. Недостатки данного устройства за клю.чаются в том,. что задатчиком пне моповторителя, установленного на ма гистрали подвода анализируемого газа, является повторитель со сдвигом питаемый от магистрали воздуха. Камера задания пневмоповторителя, установленного на магистрали отвода анализируемого газа, связана с окру жающей атмосферой и поэтому давление газа на выходе из чувствительно го элемента поддерживается равным атмосферному давлению. Вследствие э го, а также учитывая погрешность пo торителя со сдвигом, обусловленную колебаниями давления воздуха в подводящей магистрали, на точность поддержания расхода газа через чувст вительный элемент, а следовательно, и на точность измерений газоанализатора значительно влияют колебания атмосферного давления, температуры окружающей воздуха и давления воздуха в подводящей магистрали. Кроме того, газоанализатор имеет ограниченный в сторону разряжений диапазон рабочего давления анализируемого газа и не позволяет проводить отбор газа на анализ под давлением ниже атмосфержого, как это часто требуется при проведении качественного анализа токсичных газов. К указанным недостаткам газоанализатора также относится то, что в случае даже частичной разгерметизации пневматической схемы, аевлизируемый газ за счет утечек будет поступать в окружающую ая мосферу, а это особенно недопустимо при анализе токсичных газов. . Целью изобретения является предотврав ение попадания анализируемой среды 8 окружающее пространство. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом преобразователе, содержащем магистрали подвода анализируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого .газа чувствительным элементом, на входе и выходе которого установлены стабилизаторы дав ления, а магистрали отвода снабжены побудителем расхода, на линии инертной среды установлены задатчики давлений до и после чувствитель-ного элемента, камеры заданий кото-, рых соединены пневматическими линиями с камерой низкого давления побудителя расхода. На чертеже представлена схема пневматического преобразователя рометра. Пневматический преобразователь гигрометра агрессивных газов включает в себя магистрали подвода и отвода анализируемого газа и инертной среды, кулонометрический чувствительный элемент 1, стабилизаторы 2 и 3 давлений, установленные на магистралях подвода и отвода анализируемого паза, пнев.мосопротивления 4-6, задатчики 7 и 8 давлений типа до себя:, установленные на магистрали инертной среды, и камеры заданий которых соединены пневматическими линиями с камерой 9 низкого давления побудителя расхода . Магистрали подвода и отвода аналиг зируемого газа, кулонометрический чувствительный элемент, стабилизаторы давления, задатчики k и S давления пневмосопротивления, а также побудитель расхода выполненных из материалов, не подвергающихся коррозии в среде анализируемого газа, а именно: из неорганического стекла и фторопластов. Требование повышенной коррозионной устойчивости к материалам, из которых выполнены магистрали подвода и отвода воздуха и другие газовые узлы датчика гигрометра, не предъявляется поскольку они не соприкасаются с анализируемым газом. Пневматический преобразователь гигрометра работает следующим образом. Анализируемый газ от точки отбора через подводящую магистраль и пневмосопротивление поступает в кулонометрический чувствительный элемент 1 ункционально преобразующий параметр влажности газа в электрический си1- нал. Принцип действия кулонометрического чувствительного э/teMeHTa основан на полном извлечении влаги из дозируемого потока анализируемого газа пленкой сорбента и последующем электролизе извлеченной влаги. Так каЛ точность измерения влажности газа зависит от расхода газа, пропускаемого через кулонометрический чувствительный элемент, то расход газа через последний поддерживается во время проведения анализа строго постоянным и не зависящим от колебаний давлений газа на входе и выходе пнев матического преобразователя гигромет ра, т.е. в точке отбора газа и дренажной линии. Это достигается за сме поддержания постоянного перепада давлений газа на участке кулонометрй ческий чувствительный элемент - пнее мосопротивление 5 с помощью стабилизаторов 2 и 3 давлений. Причем через стабилизатор 2 давления пропускается дополнительный байпасируемый поток газа, что позволяет уменьшить инерционность гигрометра. Пневмосопротивления 4 и 5 служат для ограничения расходов соответственно байпасируемого газа и газа через кулонометрический чувствительный элемент. Анализируемый газ от пневмоповторителей отводится в др нажную линию через побудитель расхода, назначение которого состоит в принудительном просасывании анализируемого газа через пневматический преобразователь гигрометра и создания, тем самым, в схеме пневматического преобразователя гигрометра после Пневмосопротивления k по хоДу газа давлений ниже атмосферного. .Благодаря этому расширяется диапазон рабочих давлений анализируемого газа в сторону разряжений, устраняется возможность натеканий газа атмосферу и тем самым загрязнения ее что особенно важно при анализе токси ных газов. Управление.стабилизаторами давлений производится подачей в их камеры задания опорных давлений инертно среды,формируемых и поддерживаемых на постоянных значениях с помощью за датчиков 7 и 8 давлений типа до себя п Последние установлены параллельно друг- другу на магистрали инертной среды и настроены на разные давления различающиеся по величине не более че на 10 кПа. Пневмосопротивления 6, предназначенные для ограничения расходов инертной среды через стабилизе перепада давлений. Поскольку де лении анализируемого газа в схеме пневматического преобразователя гигромет ра, а следовательно и опорные давления инертной среды, по величине должны быть ниже атмосферного давления, то материалы отвода вбздуха соединеньГс дренажной линией через побудитель, расхода. Питание побудителя расхода осуществляется от магистрали инертной среды. Таким образом, расход анализируемого газа через чувствительный элемент определяется перепадом давлений газа на участке кулонометримеский чувствительный элемент - пневмосопротивление 5, величина которого фактически равна разности ( перепаду) опорных давлений инертной среды. Величина перепада опорных давлений инертной среды при одинаковых погрешностях задатчиков 7 и 8 давлений практически не зависит от колебаний давления инертной среды в подводящей магистрали, давления, анализируемого газа в дренажной линии, атмосферного давления и температуры « окружающего воздуха. Благодаря этому повышается точность измерений влажности газа. Превышение величины перепада опорных инертной среды воздуха знамения, равного 10 кПа, является нежелательным, так как это приводит к индивидуальным и различным по величине погрешностям задатмиков 7 и В давлений и, тем самым, к снижению точности измерений влажности газа. Выполнение пневматического преобразователя согласно изобретению позволяет (, на основании полученных результатов испытаний макета гигрометра-) измерить влажность хлорсодержащих газов в диапазоне от О до 500 об.мг с точностью t6. При этом .реальный диапазон рабочих давлений анализируемого газа составляет от 5 кПа разряжение до 2СО кПа избыточного давления. Формула изобретения Пневматический преобразователь гигрометра, содержащий магистрали подвода и отвода анализируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого газа чувствительным элементом, на вхо-. де и выходе которого установлены стабилизаторы давления, а магистра ли отвода снабжены побудителем расхода, отличающийся тем, что, с целью предотвращения падения анализируемой среды в окружающее про странство, на линии инертной среды установлены задатчики давлений до и

после чувствительного элемента, камеры заданий которых соединены пневматическими линиями с камерой низкого давления побудителя расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство х V 7985 7, кл. G 01 N 11/00, 37 (прототип).