Плотномер газов Советский патент 1984 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения плотности газовых сред и может найти применение в качестве детектора для промышленных, к лабораторных хроматографов. Известно устройство для измерения плотности газов, содержащее пневматический измерительный мост, в плечах которого установлены турбулентные дроссели С Однако известный плотномер имеет большие систематические ошибки, вызванные влиянием вязкости, изменением расхода, температуры и других параметров измеряемой среды. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является весовой детектор, в котором в качест ве чувствительных элементов применены металлические полупроводниковые терморезисторы, служащие для измерения разности скоростей потоков допол нительного газа в горизонтальных каналах пневматического моста при изме нении веса столба газа, поступающего из хроматографичсской колонки в верт кальный канал C2J. Недостатками этого прибора являются высокая инерционность, узкий ли нейный динамический диапазон, зависимость чувствительности детектора о перепада температур между стенкой ка нала и чубствительным элементом. .Поэтому погрешность измерения плотност газов превьпиает + 2,5%. Целью изобретения является увеличение чувствительности и точнасти из мерения . Цель достигается тем, что измеритель разности скоростей потоков газа в верхней и нижней частях канала подачи газа-носителя выполнен в:виде двух пьезоприемников с поглотителями, размещенными на концах канала по дачи газа-носителя, излучателя ультразвуковых колебаний, помещенного в резонатор, сообщающийся с центральной частью канала подачи газа-носителя, и фазометра, подключенного к пьезоприемникам. На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство содержит пневматически мост 1, пье,зоприемники 2 с поглотите лями 3, размещенными в приемных камерах 4, резонансную камеру 5, где установлен излучатель 6 непрерывных ультразвуковых колебаний, стабилизированный кварцем генератор 7 и фазометр, состоящий из предварительных Усилителей 8 и 9, усилителей-ограничителей 10 и П, фазовращателя 12, фазового детектора 13 и регистрирукядего прибора 14. Центральная часть вертикального канала 15, по которому течет газ- . носитель, в виде двух трубок заведена в резонансную камеру 5 так, что их отверстия направлены против общего пьезоизлучателя. Когда подается газ-носитель в резонансную камеру (через боковой патрубок ) и в вертикальный канал 16 из колонки также поступает газ-носитель, то в вертикальных трубках канала 15, служащих звуковыми волноводами, устанавливаются равные скорости потока газа-носителя. Как только в-канал 16 из колонки поступит анализируемая компонента газа, плотность которой отлична от плотности газа-носителя, изменяется вес столба газа в вертикальном канале 16, что приводит к нарушению равновесия скоростей потока в звуковых волноводах. Пусть они станут при этом V и V . В волново- . дах под действием общего излучателя 6 непрерывных ультразвуковых колебаний, длина волны которых превосходит диаметр волноводных трубок, распространяются в сторону пьезоприемников 2 бегущие волны, так как в приемных камерах размещены .поглотители ультразвуковых колебаний, а сами приемники имеют размеры много меньше длины .волны излучения. Когда в волноводах установятся скорости потока V и V, ультразвуковые колебания от излучателя на приемники приходят с разностью фаз, определяемой соотношением 11 , 1 CW ) где С г скорость ультразвука в газеносителе;ы - круговая частота излучения; 1 - расстояние от излучателя до приемника каждого акустического канала. А так как С V и С то последнее выражение записывпктся в виде . где дУ V - V - разность скоростей потока газа-носителя и звукопроводах, вызванная изменением неся 310 столба газа в KaHajje 16. Сигналы поступающие на приемные, пьезоэлементы со сдвигом фаз Л , предварительно усиливаются, затем ограничиваются по амплитуде и поступают на фазовый детектор, выходное напряжение которого пропорционально разности фаз и соответственно разности скоростей потока газа-носителя в звукопроводах. Выходное напряжение фазового детектора контролируется регистрирующим прибором. Фазовращатель 12, входящий в один из прнемно-усилительных каналов, служит для первоначальной установки нуля в момент равновесия моста и последующей, если это необ- . ходимо, его корректировки. Таким образбм, измеряя сдвиг фаз ультразвуковых колебаний в момент нарувшния равновесия пневматического моста,находят плотность из соотношения :4U(t)C{p,-fH)Ct) , 4U(t) - сигнал детектора в момент времени t; С - постоянный коэффициент.зависящий от конструкции детектора и его принципа действия; р Рн соответственно плотности анализируемого компонента газовой смеси и газа-носителя; (t) - концентрация анализируемого компонента в газеносителе, проходящего через детектор в момент времени t. кономический эффект от внедрения лагаемого устройства определяется ичением чувствительности и точноизмерения плотности газов.

ПЛОТНОЖР ГАЗОВ, содержащий пневматический мост с тремя вертикал:ьными каналами, включающими канал по дачи газа-носителя, канал подачи анализируемого газа и канал сброса смеси газов, измеритель разности скоростей потоков газа в верхней и нижней частях канала подачи газа-носителя, отличающий ся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений, измеритель разности скоростей потоков газа в верхней и нижней частях канала подачи газаносителя выполнен в виде двух пьезо- приемников с поглотителями, размещенными на концах канала подачи газа. носителя, излучателя ультразвуковых колебаний, помещенного в резонатор, сообщаюнщ йся с центральной частью канала подачи газа-носителя, и фазометра., подключенного к пьезоприемни(Л кам.