Газоаналитическая система Советский патент 1983 года по МПК G05D11/08 

/ «

.

л

ч

4I

f

s

0t/t,f Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано в автоматизированных газоана литических система для каййбровки измерительных трактов. Известен способ калибровки и pea лизуивдее eipo устройство, в основу которого положен принцип сравнения выходных величин первичного измерительного преобразователя при подаче на его вход эталонной и измеряемой физических величин ij . Однако если для преобразователей электрических величин, в электрические калибровка, как правило, не сопровождается количественной и качес венной деформацией эталона, то в сл . чае преобразователей неэлектрических велинин в электрические процесс калибровки характеризуется деформацией и расходом эталона со значител ныкш трудностями его восстановления в особенности это касается газоанализаторов, калибровка которых соп- рбвождается значительным расходом дорогостоящих этгшонных газовых смесей. Наиболее близкой к предлагаемой является газоаналитическая система, содержащая выходной газовый тракт и входной газовый , который через первый и второй одноходовые клапаны соединен с трубопроводгиии ввода ..анализируемой смеси и основной поверочной газовой смеси, а 1 выходной тракт соединен с клапаном. В процессе анализа периодически пере ключают входной газовый тракт газоаналитической системы с анализируемой смеси на поверочную и производят коррекцию выходных характеристик первичных измерительных преобразователей с запоминанием корректярукцей функции до следукхцей калибррвки 2 Недостатком известного устройства является значительный расход повероч ных газовых смесей, прямо пропорциональный количеству калибровок. Кроме того, при анализе многокомпонентных газовых смесей возникает необходимость & калибровке не только бинарными, но.и трех-, четырех- и т.п. компонентными поверочными газовыми смесями. Учитывая трудности, а иногда и практическую невозможность приготовления с заданной точностью многокомпонентных поверочных газовых смесей, калибровку производят в основном бинарными, реже тройными эталонными газовыми смесями. Это снижает качество калибровки, а следовательно, и точность анализа ..многокомпонентных газовых смесей. Цель.изобретения - повышение точности анализа и сокращение расхода поверочных газовых смесей. Поставленная дель достигается тем, что в газоаналитической системе, содержащей выходной газовый тракт и входной газовый тракт, который через первый и второй одноходовые клапаны соединен с трубопроводами ввода анализируемой смеси и основной поверочной газовой смеси, а выходной тракт соединен с клапаном сброса/ входной и выходной газовые тракты газоаналитической системы через третий и четвертый одноходовые клапаны соединены соответственно с выходом и входом емкости, содержащей двухкамерный цилиндр с поршнем, первая и вторая камеры которого соединены через первый двухходовой клапан с выходом емкости и через второй двухходовой, клапан с входом емкости, выход которой соединен с вторым клапаном сброса. ; Газоаналитическую систему периодически переводят в режимы работы Напуск, Эталонирование, Калибровка в указанной последовательности, при этом в режиме Напуск анализируемая газовая смесь пропускается по цепи: трубопровод ввода анализируемой газовой смеси - сазоаналитическая система - емкость с одновременным вытеснением из емкости ранее хранимой в ней1тазовой смеси в атмосферу. В режиме Эта-., лонирование накопленную в емкости газовую смесь циркулируют по замкнутой цепи: емкость - газоаналитическая система - емкоать и т.д., определяют и Запоминают средствами самой газоаналитичёской системы усредненные значения параметров вновь полученной дополнительной поверочной газовой смеси, а саму ее консервируют в емкости и используют в дальнейшем при калибровке, циркулируя дополнительную поверочную казовую смесь по замкнутой цепи: емкость - газоаналитическая система - емкость и т.д. и коррёктируют параметры функциональных узлов газоаналитической системы. На фиг, 1 -представлена блоктсхема газоаналитической системы; на фиг. 2-5 - положения клапанов и контурные схемы прохождения потоков газовых смесей при левом и правом крайних положениях поршня и при различных режимах работы газоаналитической системы. Газоаналитическая система содержит входы 1 и 2 ввода анализируемой газовой смеси и основной поверочной газовой смеси соответственно первый - четвертый одноходовые клапаны 3, 4, 7 и 8 CQOTBeTCTBeHHo. Трубопроводы 1 н 2 ввода анализируемой и основной поверочной газовой смеси соединены через первый и второй одноходовые клапаны 3 и 4 с входным газовым трактом газоаналитической системы 5, выходной газовый тракт которой соединен с первым клапаном сброса. Входной и выходной газовые.тракты газоаналитической системы 5 соединены также соответственно -че-, рез третий и четвертый рдноходовые клапаны 7 и 8 с выходом и входом емкости 9 для хранения дополнительной поверочной газовой смеси, включающей в себя двухкамерный цилиндр 10 с поршнем 11, первую и вторую т камеры 12 и 13 соответственно, а-;; также первый и второй двухходовые клапаны 14 и 15. Первая, и вторая камеры 12 и 13 соединены через первый двухходовой клапан 14 с выходом емкости 9 и через второй двухходовой клапан 15 с входом емкости выход которой соединен также с втор клапаном 16 сброса (заштрихованная полость клапана соответствует зак)ры той для прохождения газового потока полости клапана). . В работе газоаналйтической систе мы можно выделить следующие режимы: Анализ, Напуск, Эталонирование и Калибровка. ; Анализ является основным, режимом работы газоаналитической системы. Этому режиму соответствуют поло .жения клапанов, указанные на фиг. 1 Анализируемая газовая смесь подается. с трубопровода 1 через первый одноходовой клапан 3 в газоаналитиче.скую систему: 5 и далее через первый клапан 6 сброса в атмосферу. Анализ осуществляют любым из извест ных способов. В режиме Напуск после принятия решения о выборе момента приготовления дополнительной поверочной газовой смеси (это решение может быть принято компьютерным или други ми устройствами на основании текущих или запрограммированных пара метров технологического прЪцесса) закрывают первый, клапан б сброса, открывгиот второй клапан 16 сброса и подключают, выходной газовый тракт газоаналитической системы 5 через четвертый одноходовой клапан 8 к входу емкости 9. В случае, если поршень 11 на одится к моменту начала режима Напуск в крайнем ле-. вом положении, то первый и второй двухходовые клапаны 14 и 15 устанавливают в положения, указанные на фиг. 2. При этом поршень 11 перемещают в крайнее правое положение в результате чего первая камера 12 .заполняется анализируемой газовой iсмесью, а газовая смесь, находящаяся во второй камере 13, вытесняется и сбрасывается через второй клапан 16 сброса в атмосферу. Если поршень 11 к моменту начала режима Напуск находился в крайнем правом положени то первый и второй двухходовые клапаны 14 и 15 устанавливают в положе ния, указанные на фиг. 3. При этом поршень 11 перемещают в крайнее левое положение, в результате чего. заполняют анализируемой газовой смесью вторую камеру 13, а газовую смесь, находящуюся в первой камере 12 вытесняют и сбрасывают через.второй клапан 16 сбросав атмосферу. Таким образом, по окончании режима Напуск емкость 9 заполняется необходимым количеством анализируемой газовой . При подключении труt5oпpoвoдa 1 к входу газоаналитичес.кой системы режим Напуск не является холостым (не информативным) в ;части выдачи информации о результаTcix анализа, т.е. в период напуска газоаналитическая система выполняет свою основную функцию анализ состава газа. При подключении входа газоаналитической системы к трубог проводу 2 ввода основной доверочной пазовой смеси в режиме работы Напуск возможна одновременно и калибровка газоаналитической системы 5. При этом нет необходимости в дальнейшем эталонировании газовой смеси, проходящей через газоаналитическую, систему 5 f-&аполняющей-емокс систему 5 и заполняющей емкость 9, так. как она сама по себе является высокоэталонированной внешними тех:ническими средствами. В режиме Эталонирование входной и выходной газовые тракты системы 5 через третий и четвертый одноходовые клапаны 7 и 8 замыкаются на выход и вход емкости 9. При этом миогократным перемещением поршня 11 из одного крайнего положения в другое осуществляют многократное перекачивание одной и той же маесы газовой смеси из первой камеоы 12 во вторую камеру 13 через газоанашитическую систему (фиг. 5) и наоборот (фиг. 4) с определением и запоминанием усредненных значений параметров циркулируемой газовой смеси, после чего положение поршня 11 фиксируется в одном из крайних положений дополнительная поверочная газовая смесь подготовлена и законсервиро вана в емкости 9. В режиме Калибровка при принятии решения о начале калибровки газоаналитическую систему 5 подключают к емкости 9 таким же образом, .как и при работе в режиме Эталонирование (фиг. 4 и 5). Осуществлен ние режима Калибровка аналогично выполнению режима Эталонирование с той лишь разницей, что по ранее полученным, на этапе эталонирования значениям параметров дополнительной поверочной газовой смеси и по выходным сигналам газоаналитической системы 5 корректируют параметры функ- , циональньлх узлов и блоков гаэоаналитической системы 5. Таким образом, рредлагаемое устройство позволяет в процессе анализа воспроизводить в неограниченном количестве все новые и новые эталоны поверочных газовьох смесей, причем идентичных по составу анализируемой |газовой смеси на различных этапах ее анализа. Это обстоятельство, во-первых, значительно повышает качество калибровки, так как позволяет производить калибровку во всем диапазоне изменения анализируемой газовой смеси и при этом учитывать взаимное влияние компонентой на показания первичных измерительных преобразователей, во-вторых, позволяет значительно сократить номенклатуру предварительно приготовляемых поверочных газовых смесей и увеличить интервалы между калибровками с использованием внешних эталонных газовых смесей, что в итоге означает сокращение расхода поверочных газовых смесей и аппаратуры (пуско-регулирующие устройства, баллоны и т.д.). Кроме того, устройство позволяет многократно использовать одни и те., же заданныедорогостоящие основные поверочные смеси, что значительно сокращает их потребление. Все это позволит улучшить автоматизацию систем газового анализа для управления технологическими процессами в черной металлургии, особенно при использовании изобретения в автоматизированной газоаналитической системе на СО, COg, Н и О для анализа отходящих газов в конверторном и доменном производствах.

Фт.2

/fa/r

CD r

.J