Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов Советский патент 1983 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов газовыделений в лаб.ораторных и производственных условиях при определении скорости и объема выделяющихся газов.

. Известно устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов,, содержащее измерительную камеру переменного объема, соединенную чеурез измерительную схему с регистратором |1 .

Недостатком данного устройства явля.ется невысокая точность определния параметров, газовыделения при большой величине объема измерительной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее измерительную камеру постоянного объема, соединенную через канал золотникового элемента с камерой изобарного типа, исполнительный механизм, выход которого соединен с золотником 2J .

В известном устройстве вход исполнительного механизма соединен с выходом триггера с.разделительными входами, который управляется преобразователем давления, установленным в измерительной камере. Частота переключений исполнительного механизма зависит от скорости газовыделений, при этом, например при малой скорости газовыделений и больших объемах, накопление газа происходит длительное время, количество точек отсчета, за требуемый промежуток времени уменьшается, точность измерения падает. При больших скоротях газовьщелений частота отбора проб существенно возрастает до значений, превышающих пропускную способность измерительного устройства, в результате ч.его точность измерений также снижается.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительную камеру постоянного объема, соединенную через канал золотникового элемента с камерой изобарного типа, исполнительный, механизм, выход которого соединен с золотником, в камеру изобарного типа на выходе канала, соединяющего эту камеру с измерительной, установлен измеритель скорости, а вход исполнительного механизма соединен с выходом генератора импульсов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительную камеру постоянного объема 1, соединенную каналами 2 и 3 золотникового элемента 4 с камерой изобарного типа 5, в которой расположен измеритель 6 скорости газа, например, термоанемометр. К выходу исполнительного механизма 7 присоединен 5 золотник 8. Вход .исполнительного механизма 7 подключен к выходу генератора 9 импульсов. К каналу 10 подключен источник газовыделений (не показан).

10 Для измерения скорости и количества выделяющихся газов в начальный момент времени исполнительный механизм 7 удерживает золотник 8 в положении, при котором источник 5 газовыделений через каналы 10 и 2 соединен с измерительной камерой 1, в которой газ накапливается.

В начальный момент времени t газ в измерительной камере 1 описы- вается уравнением

PoV,,

(1)

где Рр - давление в камере 5 и начальное давление в измерительной камере 1, V - объем измерительной камеры 1; WQ - начальное количество газа

в измерительной камере; 0 R - газовая постоянная;

т - абсолютная температура. При выделении газа в течение отрезка времени дг приведет к изменению состояния газа ,

(2)

V,lPo 8Pbl6o4 Wut)RT,

где 8Р - изменение давления;

W - массовая скорость газовыделений.

Вычитая из (2) уравнение (1) получим

ViSP WAtRTJ

(3)

Через заданный промежуток времени j t , определяемый настройкой генератору 9, на вход исполнительного механизма 9 поступит управляюQ щий импульс, который заставляет исполнительный механизм 7 переместить золотник 8 в другое положение, при котором измерительная камера через каналы 2 и 3 соединяется с камерой 5. Происходит истечение газа.

накопленного в измерительной камере 1 , в камеру 5, при этом измеритель 6 определяет скорость истечения газа через трубку 11.

При малых перепадах давлений расход газа G по трубке 11 определяется из уравнения Пуазейля Сз|.

(4)

SPftdV

-(28(ue где 6 Р Р, -PQ - перепад давления на трубке 11; давление в изме рительной камере 1; давление в камере 5; u г вязкость газа; р средняя плотность газа в трубке 1 d и - соответственно диаметр и длина трубки 11, Учитывая, что из (3) , бР. . уравнение (4) перепишем в следующ виде; dlRT&Tp -(asv.iue Поскольку максимальная скорост газа Vp,gj по трубке 11 определяетс из уравнения V , tnax F где F площадь поперечного сечения трубки 11, то подставив вместо G его. значение из формулы (5) получим d RTfit Отсюда следует, что скорость газовыделений W пропорциональна максимальной скорости газа по трубке 11 и определяется из выражения VJ K.Vmax, 32 Уфе d RT/i-t Объем Q выделившихся газов опреляляется из соотношения h . п q .Lw.ut,utr 1-0 -irO f 0 г 1 1 где - частота генератора 9, ut,- at Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет увеличить точность измерения в широком диапазоне скоростей и величин объемов газовыделений при более простой технической реализации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И ОБЪЕМА ВЫДЕЛЯЩИХСЯ ГАЗОВ ,.содержащее измерительную камеру постоянного объема, соединенную через канал золотникового элемента с камерой изобарного типа, исполнительный механизм, выход которого сое:динен с золотником, о т личающееся .тем, что,, с целью повышения точности измерения, в камеру изобарного ти.па на выходе канала, соединяющего эту камеру с измерительной, установлен измеритель скорости, а вход исполнительного механизма соединен с выходом генератора .импульсов. Ж