Аэродинамический газоанализатор Советский патент 1985 года по МПК G01N9/32 

1 Изобретение относится к аналити ческому приборостроению и предназначено для измерения состава и плотности газовой смеси. Известен газоанализатор, содержащий стабилизированные И точники питания анализируемого и сравнител ного газа, устройство вьфавнивания температуры газов, ламинарные и турбулентные дроссели цепи каждого газа, струйные усилители, согласующий дроссель и вторичный прибор l. Однако наличие линии с эталонным газом усложняет и удорожает конструкцию газоанализаторов. Наиболее близким техническим решением является аэродинамический газоанализатор, содержащий мост; гидравлических сопротивлений, одно из которых вьшолнено переменньм, и индикатор перепада давлений в диаго нали моста, последовательно с переменным гидросопротивлением прибор имеет также регулятор объемного расхода газа, который поддерживает расход строго постоянным j . Недостатком известного прибора является то, что применение регулятора объемного расхода усложняет конструкцию прибора и не позволяет работать в широком диапазоне газовых смесей., . Целью изобретения является упрощение конструкции прибора и расширение диапазона измеряемых газовых сред. Цель достигается тем, что в аэродинамическом газоанализаторе, содержащем мост из гидравлических сопротивлений, одно из плеч которых выполнено переменперепада давленым, .и индикатор

ний в диагонали моста, последовательно с переменным гидравлическим сопротивлением включен мембранный элемент сетчатого типа с диаметром пор, превышающим среднюю длину свободного пробега молекулы анализируемой газовой среды.

На чертеже представлена схема предлагаемого аэродинамического газоанализатора.

В одном из плеч моста наряду с гидравлическими сопротивлениями 1, 2- и 3 находится последовательно подсоединенный с переменным гидравлическим сопротивлением и мембранньй элемент 5 сетчатого типа. В

L - длина канала; 1 - коэффициент динамической вязкости;

М R

молекулярная масса газа; газовая постоянная. Следовательно, перепад давлений на мембранном элементе будет иным U Р.

Тогда очевидно, что давление п точках А и Е изменится на величину 8Р (bPi - лРг)

55 Молекулярное течение газа достигается на мембранах сетчатого типа, например ядерных фильтрах, с диаметром пор, определяемьп1 исходя из рабо2диагонали моста имеется вторичный прибор - датчик перепада давлений. На входе устройства расположен стабилизатор 6 давлений, соединенный на выходе с двумя однотипными сопротивлениями 1 и 2. Прибор работает следующим образом . Пусть в начальном состоянии гидросопротивления подобраны так, что давление в точках А и 6 выравнено. При изменении состава газовой смеси расход газа после стабилизатора 6 давления изменится на некоторую величину А & что вызовет изменение перепада давлений на гидросопротивлениях 1-3 на величину л Р (при их равенстве). Поскольку мембранный элемент 5 сетчатого типа работает всегда в молекулярном режиме течения, то это обеспечивает отличную от течения в вязкостном режиме функциональную зависимость расхода газа от давления. Для кнудсеновского режима течения.объемный расход газа равен ЬгоСР,-Р,) /itRiy 3PL Л 2М I а для вязкостного режима течения (цилиндрический канал) 1Рг-РЛ, то - радиус поры; Pj ,1 - давление перед и после мембраны, гидросопротивления ,

чего давления газоанализатора и состава газовой смеси.

Газоанализатор прост по конструкции и позволяет производить контроль сродства и плотности практически любой газовой среды.

Например, для работы в широком диапазоне газовых смесей от Не до UF необходимо подобрать мембранный элемент с диаметром пор меньшим среднего свободного пробега молекулы самого тяжелого из присутствующих компонентов, в данном случае UF, , для которого длина свободного пробега молекулы при давлении 1 атм и температуре 20°С составляет 200 А

Следовательно, для данного газоанализатора необходимо использовать мембранньШдЭлемент с диаметром пор менее 200 А. Поскольку, как известнр, для анализа определенного рода газовых смесей (воздух, кислород, COj и т.д.) необходимо использовать определенные типы регуляторов объемного расхода газа (типа РРВ-1 и т.д что делает прототип технически не универсальным устройством, то предлагаемое устройство применимо для анализа любых неагрессивных газовых смесей на одном мембранном элементе и любых величин газовых потоков (что будет определяться поверхностью мембраны), вьтолненное в едином техническом исполнении. А также может найти применение Для непрерывного коктроля, например, в химической промьшшенности, сократив при этом ассортимент вьтускаемых промьшшенностью газоанализаторов избирательного действия до минимума.

АЭРОДШАМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содерткащий мост из гидравлических сопротивлений, одно из которых выполнено переменным, и индикатор перепада давлений в диагонали моста, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых сред, последовательно с переменным гидравлическим сопротивлением включен мембранный элемент сетчатого типа с диаметром пор, превьшающим среднюю длину свободного пробега молекулы анализируемой газовой среды. ГчЭ