Струйный преобразователь концентрации аэрозолей Советский патент 1983 года по МПК G01N15/00 

1О220О6

2. Преобразователь по п. 1, о т л и - тора в цепи его питания составчающийся тем, что отношение ве- пяет 1 : 5 при расстоянии между личин сопротивления управляемого сопласоплами 12-14 диаметров управляю-

Струйного преобразователя и внеморезис:- щего сопла.

1. СТРУЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий пробозаборную Tpjf6Ky, побудитель расхода, соединенный через регулят-ор расхода сжатого воздуха с источником питания, блок регистрации и пер винный струйный преобразователь, состоящий из корпуса, в котором симметрично, напротив друг друга расположены управляющее сопло, соединенное через регулятор расхода с источником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же источником питания, и системы автоматической компенсации влияния флуктуации статического давления, соединеиной с блоком регистрации, отличающийс я тем, что, .с. целью повышения точности измерения концентрации аэрозоля путем устранения влияния, колебания ск рости измеряемого аэрозольного потока, он дополнительно снабжен пневмометрической трубкой, подключенной через усилитель динамического напора аэрозоля к регулятору расхода сжатого воздуха, соет диненному с побудителем расхода анализиF руемого потока., и блоку регистрации. ю ьэ О)

Изобретение относится к измеритель- ,ной технике и может быть использовано в различных отраслях- промышленност.и в частности в системах грануляции производств минеральных удобрений.

Известны устройства для измерения концентрации аэрозолей, например струйный измеритель запьшенности газовых потоков, содержащий струйный первичный преобразователь расхода анализируемся о потока воздуха, дифманометр и вторичный прибор С1 .

: Недостатком устройства является ниЗ к;ая точность, определяемая отсутствием поддержания в автоматическом режиме изокинетических условий пробоотбора. Это объясняется колебаниями скорости измеряемого пылегазового потока в газоходе. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является струйный пылемер, содер сащий побудитель расхода пробозаборную :-, трубку и струйный первичный преобразователь, источник пита ния и блок регистрации, причем первичный струйнь1й преобразователь состоит из корпуса, в котором симметрично, напротив друг друга расположены управляющее сопло, соединенное через регулятор расхода с источником питания, и yпpaвJJя- емое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же источником питания, и системы автоматической компенсации влияния флуктуации статическо го давления, выполненной в виде дроссель ного делителя, соединенного с минусовой камерой дифманометра и состоящего из управляемого по статическому давлению сопла, помещенного в корпусе, и постоянного пневморезистора, пневматически связанного с источником питания, Рабочий делитель, включающий управляемое сопло и ПОСТОЯН1Ш1Й пневморезистор, в совокупности с делителем системы компенсации колебаний статического давления образуют мостовой преобразователь, реализукхций дифференциальный метод измерения 21

Однако для даннсяч} устройства характерна недостаточная точность при налчии пульсашй вскорости измеряемого пь1легазового потока, обусловленная тем, что при изменякпцемся значении скорости измеряемого потока нарушается условие изокинегичности, т.е. равенства скоросте потока в газоходе и заборном йосике пробозаборной трубки

Нарушение условий изокинетичности отбора проб при анализе концентрации аэрозолей является источником дополнительиых погрешностей.

Целью изобретения является повышейие точности измерения концентрации :1аэрозолей путем устранения влияиия колебаний скорости измеряемого аэрозоль;но1Х) потока.

Поставленная цель достигается тем, что струйный преобразователь концент:раш1И аэрозоля, содержащий пробозаборную трубку, побудитель расхода, соеди ненный через регулятор расхода сжато 14) воздуха с источником питания, блок регистрации и первичный струйный преобразователь/состоящий из корпуса, в :котрр 4 симметрично, напротив Друг дру: га расположены управляющее сопло, сое;Ш{енное через регулятор расхода с источником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пиевморезистор с тем же Источнике питания, и системы автоматической компенсации 1ШИЯНИЯ флуктуации статического давле:Ния, соединенной с бпсжом регистрации, дополнительно снабжен пневмометрической трубкой, подключенной через усилитель динамического напора аэрозоля к ре гулятору расхода сжатого воздуха, сое11иненномУ с по двтелем расхода анализируемого потока, и блоку регистрации.

Отношение величин сопротивлений управляемого сопла струйного преобразователя и постояинсяо пневморезистора в цепи его питания составляет 1:5 при расстоянии между соплами 12-14 диаметров управляющего сопла. На . 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - изменение выходного сигнала мостового преобразователя дР(Р,рР.) в 4 нкцив расстояния между соплами. CtpyuHtfu преобраэоватеяь концентрации аэрозолей содержит пневмометринескую трубку 2, пробозабо|1ное устройство 3, псоыешенное в газоход 1, усилитель 4 динамического напора аэрозоля корпус 5, управляющее сопло 6, стабилизат) 7 расхода воздуха, управляемое сопло 8 сопло 9 системы кслтенсации статическбго давления, побудитель 1О расхода аэрозоля, редуктор 11, манометр 12, ре ГулятОр 13 расхода сжатого воздуха, ре:дуктор 14j постоянные пневморезисторы 15 н 16, усилитель 17; разбаланса мос.товой схемь, вгоричйый прибор 18 и сум матор 19. К соплу 6 подается сжатый воздух, расход которого стабилизуется регулятором 7 типа РРВ-2. Управляемое сопло 8 через постоянный пневморезистор 16 соединено с тем же источником сжатого , что и .6, однако струя воздуха вытекает из этого сопла с меньшим; динамическим Eianoi OM, чем струя вытекающая из сопла 6.. Сопл о 9 системы: комлемсаиии кодёбаиий статического давления в газоходе соединено с тем же ЯСГОЧЕНИКОМ пита.ния через пневморезиСтор 15; Величина сопротивления пневмррезистора 15 равна сопротивления пневыорезистора 16, Герметаческйё размеры сопел 8 я 9 аяентичны, поэтому при ,отсутствии динаыгическснго напори струи, вытекающей.из сопла 6, в проточных камерах, образован этими соплами и пневморезисторами ..16 И: 15, соогветсгвенно, устайавливают ся оданакок 1е давления, т.е. . Сопла 8 и ;9 и постоянные пневморе айсторы 15и 16 образуют мостовой пре образователь, который через редуктор 14 соеДивен с давлением питания Р, которое меньше Давления Р (в системе КИП на величину падения давления на редукто ре 11. Устройство работает следующим образом. АнализирогемыЙ газойый поток поступа ет со скоростью У, из газохода 1 через пробоэгаборное устройство 3 в корпус :Стрзгйного преобр(азователя 5. В результате этого воздушная струя, вытекающая из управоякяцего сопла 6, отклоняет ся от своей оси и изменяет гидравлическое сопротивление на выходе управляемого сопла 8. К управляемому соплу 8 подводится давление сжатого воздуха, меньшее по величине давления на выходе ссшла 6, достаточное для непрерывного истечения из него воздушной струи строго симметричном расположении геометрических центров сопел 6 и 8 и оси управляющей струи, вытекающей из сопла 6. Одновременно в газоходе 1 измеряется динамический напор (скорость) анализн руемого газового потока с помощью пнев мометрической Т1)убки 2, сигнал которой усиливается пневматическим усилктедем 4 и подается в камеру переменного регулятора 13, регулирующего давление воздуха питания побудителя 10 расхода (эжектора) Усиленный сигнал пневмометрической трубки 2 подается также в сумматор 19 где вычитается из ос новного сигнала струйного преобразовате л, поступаклцего с усилителя 17 разбаланса мостового преобразователя, образованного соплами 8 и 9 и пневморезисТорами 16 и 15. Расход воздуха через побудагель 1О устанавливается таким, чтоюы обеспечить изокинегические усповия,отбора .анализируемой газовой пробы. Из этих же условий устанавливается величина задания Р, регулятору 13. -Автоматическое поддержание изокинетических условий пробоотбора обеспечивается путем измерения скорости потока в газохбде с помошью пневмометрической трубки 2 и введения в камеру переменного регулятора 13 сигнала, пропорционального величине скорости анализируемого потока аэрозоля.. Если скорость в носике пробозаборной трубки 3 и скорость в газоходе 1 не одинаковы, регулятор 13 изменяет расход воздуха через побудитель до тэех пор пока эти скорости не будут оданаковы. В связи с тем, что изменение расхода через побудитель 10 приводит к из.менению скорости газового потока ерез корпус 5 струйного преобразователя, вызывает отклонение вытекающей из сопла 6 струи при постоянном значении концентрации аэрозоля. Сигнал, пропорциональный скорости газового потока в газоходе, вводится также и в сумматор 19, где он вычитается из основного сигнала струйного преобразователя. Изменение концентрахши аэрозоля вызывает изменение плотности газового по$10тока, протекающего внутри корпуса 5, что ведет к отклонению струи, вытекающей : из сопла 6, а следовательно, к изменению сопротивления выхоДа сопла 8 и уменьР.РЗ При этом шению давления R. и на вход усилителя 17 поступает сигнал пропорциов шьный концентрации аэрозоля. Это справедливо при стабильном значении скорости потока внутри корпуса 5 или при исключении влияния ее изменения на процесс измерения, В данном преобразователе использовано второе условие путем вычитания давления, пропорционального этой скорости, из давления, пропораионалтаНого суммарному сигналу от скорости и плотности измеряемого потока. В связи с тем, что в данной схеме использован активный струйный преобразователь (две встречные струи) и экспериментальво подобраны расстояния меж- 20 го сопла. 06 ду соплами и геометрические размеры лневморезисторов/образукмдах изменения в плотности потока на показания пневмометрической трубкя, суммарная погрешность преобразоватеяя, полученная в продессе его метрологической аттестации путем статической оС аботки массива экспериментальных данных, не превысила 5 отн.%. Экспериментальные исследования преобразователя проводились на установке с использованием генератора монодисперсных потоков аэрозолей. В результате экспериментальных данных установлено, что соотношение между величинами сопрошвлений пневморезистора 16 и сопла 8 должно быть равно 5 при расстоянии между торцами сопел 6 и 8, равном 12-14 диаметров управляюше пит Рпит