Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов Советский патент 1986 года по МПК G01P5/00 

12Ki7Ti

вытесняется из емкости 13 в eNfKOCTbсбстрпиком 17. Прочгхи-ш i nч( mf иис

19. Блок 14 соединяет емкость 3 сожидкост ью e MKiiciii I L i. ил.

1

Изобретение относится к приборе- строению, может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов газовыделений в лабораторных и производственных условиях и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1013859. .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - принципиальная схема построения счетной схемы, схемы преобразования, блока сумматоров и ячейки памяти.

Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов включает канал 1 золотникового элемента 2, к каналу 3 которого подключена измерительная камера 4 и преобразователь 5 давления, выходы которого подключены к входам триггера 6 с раздельными входами. Выход триггера 6 присоединен к частотомеру 7 и счетчику 8 импульсов, а также соединен с входом исполнительного механизма 9 золотникового элемента 2, Исполнительный механизм 9 механически связан с золотником 10. Канал 11 элемента 2 с помощью канала 12 соединяется с каналом 3. Верхний штуцер 13 емкости соединен с каналом 1. Блок 14 управления соединен с двухходовым клапаном 15 и трехходовым клапаном 16. Сборник 17 соединен с преобразователем 5, каналом 11 и через трехходовый клапан 16 как с источником 18 давления, так и с верхним штуцером 13 емкости, нижний штуцер которой помещен в емкость 19 с неоднородной средой. Выход триггера 6 также соединен с входом счетной схемы 20, выход которой через схему 21 преобразования, блок 22 сумматоров соединен с входом ячейки 23 памяти.

Счетная схема 20 построена на последовательно соединенных пневматических триггерах 24-28 со счетным входом.

Схема 21 преобразования построена на пяти узлах, каждый из которых включает задатчик и переключатель. Количество узлов определяется количеством триггеров счетной схемы 20.

Выходы задатчиков 29-33 соединены с соплами соответствующих трех- мембранных реле 34-38, управляющие камеры которых соединены с выходами соответствующих триггеров счетной

схемы 20.

Блок 22 сумматоров построен па последовательно соединенных сумматорах, количество которых определяется числом триггеров счетной схемы 20 и числом входов сумматоров. В качестве сумматоров возможно использование пятимембранных элементов 39-42 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени в емкости 13 нет среды, в камере 4 минимальное давление, равное давлению в

сборнике 17, показания частотомера 7 и счетчика 8 импульсов равны нулю, триггеры 24-28 счетной схемы 20 находятся в нулевом состоянии, давление на выходе ячейки 23 памя

ти равно 0,02 МПа, золотниковый элемент 2 занимает положение, при котором канал 1 через канал 12 в золотнике 10 соединен с каналом 3. На выходе преобразователя 5 давления,

соответствующем минимальному значению входного давления, будет сигнал единичного уровня. Этот сигнал, поступая на один из входов триггера 6, вызьшает появление на его выходе

единичного сигнала, который воздействует на исполнительный механизм 9, заставляя тем самым удерживать золотник 10 в положении, при

котором через каналы I и 3 емкость 13 соединена с камерой 4,

Блок 14 управления открывает двуходовой клапан 15 и с помощью двухходового клапана 16 соединяет емкость 13 со сборником 17, в котором поддерживается давление постоянной величины ниже атмосферного. Под действием разности давлений над жидкостью, находящейся в открытой емкости 19, заданная порция жидкости поступает в емкость 13. Блок 14 управления посредством клапанов 15 и 16 отсоединяет емкость 13 от емкостей 19 и 17. Базы от источника из емкости 13 (из зоны реакции) поступают через каналы 1 и 3 в камеру 4, вызьшая рост давления в последней. Как только дав ление в камере 4 достигает некоторого максимального значения, определяемого настройкой преобразователя 5 давления, на выходе преобразователя 5 появляется сигнал, переводящий триггер 6 в состояние с нулевым вькодом. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механизма 9, который при этом перемещает золотник 10, соединяя канал 1 1 с каналом 3. Происходит разгрузка камеры 4 в сборник 17.

После того, как в камере 4 давление достигает минимального значения на выходе преобразователя 5 появляется сигнал единичного уровня, который переводит триггер 6 в единичное состояние. Исполнительный механизм 9 перемещает золотник 10 так., что емкость 13 через каналы 1, 12 и 3 соединяется с камерой 4, Вновь на- чинается процесс заполнения камеры 4 вьщеляющимися газами.

О скорости газовыделения W ви- зуально судят по частоте сО переключений триггера 6, которая измеряется частотомером 7 и связана со скоростью газовыделения следующей зависимостью

W - (

Q

Р, , Р - максимальный и минимальный пределы срабатывания преобразователя 5 давления соответственно;

V - объем измерительной ка- ме ры 4;

R - универсальная газовая по- сгтоянная;

Т - абсолютная температура

газа.

О количестве вьщелившихся газов Р визуально судят по количеству им- пульсов N, поступивших на счетчик 8 (число срабатьгоаний триггера 6). Количество выделившегося газа связано с количеством импульсов следующей зависимостью

- „,

,9

RT

При приходе первого импульса Р 1 триггер 24 изменяет свое состояние. На выходе счетной схемы 20 будет

следующая комбинация 000001. Под действием сигнала Р 1 мембранный блок реле. 34 опускается вниз и давление Р,, с задатчика 29 проходит на вход элемента 39, на вьрсоде которого

формируется давление Р, . Этот сигнал, пройдя элементы 40-42 поступает на ячейку 23 памяти.

Второй импульс Pg 1 формирует на выходе счетной схемы выходной сигнал

00010. Сигнал Р25 1 опускает мембранный блок реле 35 вниз и давление Pja поступает на вход эле мента 39, на выходе которого формируется сигнал РЗ, 30 Этот сигнал, пройдя элементы 40-42, поступает на вход ячейки 23 памяти. При приходе последующих импульсов Pg 1 схема работает аналогично.

Количество триггеров со счетным

входом счетной схемы выбирается из

соотношения

п-2 . . „-( ,

. .

где п - количество триггеров со счетным входом счетной схемы; m - максимально возможное число циклов накопление - опустошение измерительной камеры. В общем случае величины давлений Pij, которые должны быть выставлены на задатчиках схемы -преобразования, определяются из следующего выражения . „ „о

р . 2 (Мпа) JJ . m /

где j l ,2,..., п.

Таким образом, с помощью счетной схемы 20, схемы 21 преобразования блока 22 сумматоров формирует- ся стандартный аналоговый пневматический сигнал , , пропорциональный количеству выделившегося газа из забранной дозы среды в емкости 13.

После оконча)1ия измерения блок 4 управления сигналов Р. 1 подни « ет мембранный блок ячейки 23 памяти вверх и давление Р, , пропорциональное количеству выделившегося i-a за, проходит на вход устройства. Сигнал Р 1 также переводит триггеры 24-28 в исходное нулевое состояние, т.е. Р 0. Поэтому под действием подпора мемб- paHHbiB блоки реле 34-38 поднимутся вверх и на выходе этих реле давление станет равным нулю, т«е, . ср 0 . Тогда на выходе элементов 39-42 также давления будут равны нулю, т.е. ,-р 0

Счетная схема 20, схема 21 преобразования, блок 22 сумматоров возвратятся S исходное состояние, а в ячейке 27 памяти запомнится аналоговый пневматический сигнал Р .

Затем блок 14 управления открывает клапан 15 и соединяет с помощью клапана 16 емкость 13 с источником 18 давления, в котором поддерживается постоянное давление выше атмосферного. Под действием разности давлений жидкость вытесняется из емкости 13 в емкость 19. Далее блок 14 управления с помощью клапана 16 соединяет емкость 13 со сборником 17. Вновь происходит заполнение жидкостью емкости 13. Следую356

щий никл измерел ия ггротекает лийЛОГ нЧНО .

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е и ,и я

Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов по авт.ев,№ 1013859, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нег(3 дополнительно введены последовательно соединенные счетная схема на пневмотриггерах со счетным входом, схема преобразования, выполненная на трехмембранных реле, снабженных задатчиками, блок сумматоров , выполненных на последовательно соединенных пятимембранных элементах сравнения, и ячейка памяти, причем выход триггера с раздельными входами соединен с входом счетной схемы, блок управления соединен с входом управления ячейки памяти и счетной схемы, при этом выходы триггеров с счетным входом соединены с камерами управления соответствующих трехмембранных реле схемы преобразования, нижние сопловые камеры реле соединены с атмосферой, верхние сопла реле соединены с задатчиками, выходы реле - с плюсовыми камерами соответствующих пятимембранных элементов сравнения блока сумматоров.

.Составитель Г. Белоусов Редактор Г.Волкова Техред О.Ваа5Ишина Корректор И.Эрдейи

Заказ 1010/56 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение может использоваться для исследования или автоматического контроля процессов газовыделе- нин в лабораторных и производственных условиях и позволит расширить функциональные возможности устройства. Для этого счетная схема 20, схема 21 преобразования, блок 22 сумматоров формируют стандартный аналоговый пневматический сигнал вых пропорциональный количеству выделившегося газа из забранной среды Р емкости 13, который запомнится в ячейке 23 памяти. Блок 14 управления открьшает клапан 15 и соединяет с помощью клапана 16 емкость 13 с источником 18 давления, в котором -поддерживается постоянное давление выше атмосферного. Под действием разности давлений жидкость § (Л О5 со ел