Пневматический газовый плотномер Советский патент 1984 года по МПК G01N9/26 

о:

00

Изобретение относится к пневматкческим датчикам плотности газов и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.. ,

Известен газовый плотномер, выполненный по мостовой схеме и состоящий из четырех турбулентных дросселей, дозирующего устройства и дифманометра t1.10

Недостатки такого плотномера цикличность работы и низкая чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ij пневматическое устройство для определения плотности газов, выполненное по дифференциальной схеме и содержащее сравнительный и измерительный дроссельные делители с ламинар- 2о ным входнь1м и турбулентным выходным дросселями каждьй, регулятор входного давления и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выхо- 25 дам делителей. В качестве выходного преобразователя используется ПИ-регулятор с квазилинейным дросселем, выход которого подключен к минусовому входу пи-регулятора С27. ад

Поскольку пи-регулятор имеет ограниченную чувствительность, то точность работы устройства оказыв ется недостаточной. Применение ламинарных дросселей также способствует ухудшению точности, поскольку эти дроссели чувствительны к составу газовой смеси.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цепь достигается тем, что в пневматическом газовом плотномере, выполненном по дифференциальной схеме и содержащем сравнительный и измерительный дроссельные делители с входным и турбу- лентным выходным дросселями каждый, регулятор входного давления и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выходам делителей, ® входные дроссели в сравнительном и измерительном делителях вьшолнены в виде пульсир тощих дросселей с проточными емкостями, а выходной преобразователь перепада давлений вы-55 полней на основе мембранного усилителя давления с двумя плюсовыми и двумя минусовыми входами, а также

одним выходом,двух пневматических фоссельных делителей и линии опорного давления,причем первые плюсовой и минусовый входы усилителя непосредственно подключены к выходам измерительного и сравнительного дроссельных делителей, а вторые плюсовой и минусовый входы через пневматические дроссельные делители подключены к линии опорного давления и выходу усилителя соответственно.

На чертеже приведена принципиальная схема плотномера.

Плотномер пи-регулятор 1 входного давления с исполнительным механизмом, состоящим из повторителя 2 с дросселями 3 и 4, сравнительный 5 и измерительный 6 дроссельные делители, образованные пульсирующими 7 и 8 и турбулентными 9 и 10 др.осселями, и преобразователь 11 перепада давлений, выполненный на основе мембранного усилителя 12 с двумя плюсовыми и двумя минусовыми входами, а также выходом, двух пневматических дроссельных делителей 13 и 14, образованных соответственно дросселями 15 и 16, 17 и 18, и линию 19 опорного давления Р(,. Каждый из пульсирующих дросселей 7 и 8 состоит из выполненной в виде трубки проточной емкости, заключенной между нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами, управляемыми генератором импульсов (не показан). Параметры пульсирующих дросселей 7 и 8 (длина и диаметр трубок), а такж сопротивления дросселей 15, 17 и16, 18 выбирают попарно одинаковыми.

Предлагаемый плотномер работает следующим образом.

С помощью регулятора 1 стабилизируется на заданном уровне Р давление на выходе сравнительного делителя 5 путем изменения величины сбрасываемого через дроссели 3 и 4, а также расходную и сопловую камеры повторителя 2 в линию сброса сравнительного и анализируемого газа.

При этом давления Р перед дросселями 7 и 8 всегда равны между собой, поскольку они отрабатываются в одной и той же расходной камере пов.торителд 2.

При частоте следования импульсов Т на выходах пульсирующих дросселей 7 и 8 за счет периодических поочередных подключений их ем3-1костей к линиям 20-22 давлений Р и С , Pj соответственно формируются расходу QQ 0. анализируемого и сравнительного гэзов

. а,И(р.-Р:г)/р -, (p,-Pi)/R.

где V - объемы емкостей,

2 -. газовая постоянная, Q- температура. Эти расходы оказываются независимыми от состава газа в отличие, например, от ламинарных дросселей, расход через которые зависит от вязкости и, следовательно, от соетава газа.

Кр.оме того, .емкости пульсирующих дросселей вьшолнены в виде трубок, что позволяет улучшить динамические характеристики прибора за счет непосредственного прохождения газа через них.

Расходы 0д,в-с сбрасываются через турбулентные дроссели и 10 в линию сброса. Поскольку эти дроссели оказываются чувствительными к плотности протекающих через них газов, то разность давлений Р -Р, перед ними пропоргщональна разности плотностей анализируемого и сравнительного газов Указанная разность давлен1й1 хс1иливается преобразователен 11, так что выходной сигнал .Р преобразователя является

. выходом плотномера. В плотноме- ре предусмотрена компенсация влияния

110684

параметров окружающей среды путем стабилизации давления Г, сравнительного газа перед дросселем 9 на уровне заданного регулятору 1 дав5 ления 1 Требуемьй коэффициент усиления (K.) преобразователя обеспечивается соотношением сопротивлений дросселей 15, 16 и 17,18. Высокая точность (-1%) преобразователя с таким Км достигается преяде всего вследствие однонаправленного прогиба всех мембран усилителя 12 в процессе работы, поскольку давления на плюсовых его входах оказьшаются большими давлений в минусовых камерах, а давление обратной связи (на выходе делителя 14) оказывается меньшим Любого из измеряемых давлений 2. , Последнее, в свою очередь, достигается настройкой давлений и тем,что параметры делителя 13 подбираются равными соответствующим параметрам делителя 14. Кроме того,в линии 23 выходного давления Р стабилизируется расход воздуха, например, с помощью повторителя с положительньм сдвигом и дросселя, что способствует значительному уменьшению рабочего хода мембранного усилителя 12, следовательно, уменьшению влияния жесткости блока и повьш1ению точности работы усилителя.

Применение изобретения в промьгаленности обеспечивает повьш1ение точности определения количества сырья, вспомогательных и целевых продуктов в химическом, газовом и других производствах.

Анал.гаъ А /

20

2

CSpx

S

пн

Pi

Срабн. газ

//

13. РО

/J

Ч

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ ПЛОТНОМЕР, выполненный по дифференциальной схеме и содержащий сравнительный и измерительный дроссельные делители с входным и турбулентным выходным дросселями каждый, регулятор входного давления и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выходам делителей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, входные дроссели в сравнительном и измерительном делителях вьшолнены в виде пульсирующих дросселей с проточными емкостями, а выходной преобразователь перепада давлений выполнен на основе мембранного усилителя давления с двумя плюсовыми и двумя минусовыми входами, также одним выходом, двух пневматических дроссельных делителей и пинии опорного давления, причем первые плюсовой и минусовый входы S усилителя непосредственно подключены к выходам измерительного и сравнительного дроссельных делителей, а вторые плюсовой и минусовый входы через пневматические дроссельные делители подключены к линии опорного давления и выходу усилителя соответственно.