Пневматический течеискатель Советский патент 1986 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к испытательной технике и может применяться для поиска мест утечки газов и паров из рабо- таюн1его технологического оборудования во взрывоопасных номещениях.

Цель изобретения - унронгение конструк ции течеиекателя, а также повьинения точности измерения утечек нутем компенсации темнературных колебаний.

На фиг. 1 изображена структурная схема течеиекателя; на фиг. 2 - 1 рафик характеристик чувствительного эле.мента и авто.мэтического селектора.

Пневматический течеискатель содержит щуп 1, узел 2 измерения, носледовательно соединенные струйный чувствительный элемент 3, регулятор 4 давления и узел 5 формирования разрежения, второй вход которого соединен с вторы.м выходом струйного чувствительного эле.мента 3. Течеискатель также еодержит носледовательио соединенные реле 6, элемент 7 сравнения, норого- вое реле 8 и индикатор 9, а вход реле 6 и второй вход эле.мента 7 сравнения соединены с выходом струйного чувствительного элемента 3. Второй вход реле 6 соединен с пневмокнонкой 10, а к выходу элемента 7 сравнения подключен манометр 11. Узел 5 фор.мирования разрежения состоит из усилителя 12 мощности и инжектора 13. На входе узла 5 фор.мнрования разрежения установлен отеечной клапан 14. Узел 2 из.мерения выполнен в виде мно- гонредельного етупенчатого разбавителя, вход которого соединен со щуно.м 1, а выход - с входом струйного чувствите;1ьного элемента 3 и состоит из узла 15 коммутации (например, М1 огоходовой кран), пневмотумблеров 16 и нневмосопротивле1щй 17,соединенных параллельно,входы которых соединены в выходом эжекционного смесителя 18 первой стунени, а выходы - с входом эжекнионного с.мееителя 19 вто)ой ступени, согласуюпдего пневмореле 20, расположенного на входе в эжекпионпый с.меси- тель 18 первой ступени, и регулятора 21 давления питания эжекционных смесителей 18 и 19.

Селектор 22 и.меет пневмоновторитель 23 и пневмосопротивление 24, полости riHeii- моповторителя 23 соединены с вторым выходом струйного чувствительного элемента 3, а одна из его полостей соединена с входом нневмосопротивления 24 и вторым входом регулятора 4 давления.

Пнев.матический течеискате.чь работас следующи.м образом.

Пневмокнонкой 10 устройство 11р.чводится в режим «Подстройка. «1 с нпевмо- кнопки 10 открывает нневмоклананы и отсечной кланан 14. При этом начинает нарастать разрежение в баллоне чувствительного элемента 3 до тех пор, пока оно не сравняется с заданием па регуляторе 4 давления. Узел 15 ко.ммутании в режиме

«Подстройка перекрывает вход анализируемого газа через тун 1, и на чуветви- тельный элемент 3 подается газ -- раз- бавите;н, с одного из эжекнионных смеси- те;1ей 18 и;:и 9. Вся система находится в

равновесии. При выключении пневмокнопки 10 происходит запоминание давления в уз- .10 5 формирования разрежения, а также запоминание выходного сигнала с чувствительного элемента 3 на элементе 7 сравнеПИЯ.

После переключения узла 15 коммутации в режим «Поиск анализируемый газ из щупа 1 неноередственно понадает на чувствительный элемент 3. В этом режиме устройство об., 1адает максимальной чувствите.чьностью. Появление утечки вызывает изменение состава lia входе в чувствительный элемент 3, что приводит к из.менению выходног о сигнала, который уеиливается аналоговым усилителем, вынол11епным на

эле.менте 7 еравнения, и подается на манометр 11 и через пороговое реле 8 на .пневматический индикатор 9.

Для количествопюй опенки утечки узлом 15 ком.мутации течеискатель переводитея в режим «Утечка, ана, изируемый газ посту- иает в узел 2 (мног определьпый ступенчатый разб авитель), где проходит через еогла- суюпше пнев.мореле 20 на эжекпионный еме- ситель 18 первой ступепи. Далее через одно из регу;шруемых rп eвмocoпpoтивлeний 17 .4 пнев.моту.мблер 16, включае.мый в зависи.чости от требуемого предела разбавления, апализируемый газ поступает на вторую ступень разбав;1ения в эжекнионный с.меси- Tc:ib 19, с которого через узел 15 ко.мму- тации попадает в чувствительпый элеме11Т 3. Перемеп1Н51е нпев.мосопротивления 17, задаю- щпе нороговые расходы 1 аза утечки, предварительно настраиваются по устройства.м с ка;1иброванпы.ми расходами газа. Изменяя степень разбавления анализируемого газа у ечки е помон1,ью узла 15 коммутации и пневмотумблеров 16, добиваются появлепня сигнала рассогласования с эле.мента 7 сравнения, который нри нревыщении давления задания реле 8 открывает его, сигпа. «1 по- л,ается па индикатор 9. Таки.м образом, определяют величину утечки -азов. Г риведены также характеристики чувст- вите,чьного элемента 3 (фиг. 2) в коорди- fiaTax ДР| и ДРвы.х., которые определяются из следуюншх соотно1нений

ДР: Рл-Рп(1,

лР-.- Р :- (Р2+ PV),(2)

| де Pf) -- барометрическое дав. 1ение; Рд динамический напор; . давление в корпусе 1.:увствительпого элемогга 3,

а также селектора 22 к координатах ЛР| и ДРмд,которые определяются из со- о |-но1нения

ДР:,д(Рб--Р.) ,...и,:.; (3)

где ДРсдвига - величина, задаваемая пневмо- повторителем 23 со сдвигом.

Кривые 25 и 26 - характеристики чувствительного элемента 3 при температуре 5 и 50°С соответственно на воздухе без подачи утечки. Кривые 27 и 28 - характеристики чувствительного элемента 3 при одной и-той же величине утечки технологического газа при температуре 5 и 50°С

10

20

соответственно, Прямая 29 - характеристика селектора 22. Схема устройства обеспечивает его настройку на рабочую точку 30, лежащую на пересечении характеристик 25 чувствительного элемента 3 и селектора 22 за счет того, что в корпусе чувствительного элемента 3 с помощью узла 5 формирования разрежения и регулятора 4 дав- 15 ления поддерживается давление, равное, давлению задания, т.е.

ДРзад ДР вых,,,, и Рр ЛРслпига.

где ЛРвых/so - разность барометрического давления и давления в корпусе чувствительного элемента 3 при 5°С.

Этой рабочей точке соответствует перепад давлений AP| и величина выходного сигнала АРвйх. При появлении газа утечки меняется плотность и вязкость газа, проходящей через чувствительный элемент 3. При том же значении давления в корпусе чувствительного эле.мента 3 и неизменной температуре окружающей сред,ы рабоча точка чувствительного элемента 3 смещается в точку 32, ной сигнал достигает величины ДРвы.х. Задача снижения до минимума температурной погрешности сводится к тому, чтобы на кривых 26 и 28 выбрать область, где при не- которо.м значении ДР|, при неиз.менной величине утечки, но при изменении температуры величина выходного сигнала осталась бы неизменной. Эта задача решается селектором 22, выходное давление которого ДРзал является давлением задания регулялов участков 30-31, 32-33, т. е. сводится к минимуму температурная погрешность.

В этом случае при работе течеиска- теля в условиях различной температуры рабочая точка смещается по прямой 30-32. сдвиг настраивается повторителем 23, а его величина ДРсдвига зз-зз определяется степенью нелинейности кривых и требованием температурного диапазона.

Применение изобретения позволяет количественно определить величину утечки в широком диапазоне, упростить конструкцию течеискателя путем упрощения конструкции узла измерения величины течи, а также повысить точность измерения утечки путем сведения к минимуму температурной погрешности.

Формула изобретения

1. Пневматический течеискатель содержа- щий щуп, узел измерения, последовательно соединенные струйный чувствительный элемент, регулятор давления и узел формирования разрежения, второй вход которого соединен с вторым выходом струйного чувст- 25 вительного элемента, и последовательно соединенные реле, элемент сравнения, пороговое реле и индикатор, а вход реле и второй вход элемента сравнения соединены с первым выходом струйного чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью уп- и выход- 30 рощения конструкции, узел измерения ВЬЕПОЛ- нен в виде многопредельного ступенчатого разбавителя, вход которого соединен с щупом, а выход - с входом струйного чувствительного элемента.

2. Течеискатель по п. 1, отличающийся гем, что, с целью повышения точности измерения утечек, он снабжен селектором, включающим пневмоповторитель и пневмосо- противление, полости пневмоповторителя соединены с вторым выходо.у струйного чувст35

тора 4 давлений. С помощью селектора 22, вительного элемента, а одна из полостей

используя нелинейные участки характеристик, достигается равенство выходных сигнасообщена с входом пневмосопротивления и вторым выходом регулятора давления.

лов участков 30-31, 32-33, т. е. сводится к минимуму температурная погрешность.

В этом случае при работе течеиска- теля в условиях различной температуры рабочая точка смещается по прямой 30-32. сдвиг настраивается повторителем 23, а его величина ДРсдвига зз-зз определяется степенью нелинейности кривых и требованием температурного диапазона.

Применение изобретения позволяет количественно определить величину утечки в широком диапазоне, упростить конструкцию течеискателя путем упрощения конструкции узла измерения величины течи, а также повысить точность измерения утечки путем сведения к минимуму температурной погрешности.

Формула изобретения

20

25 30

35

вительного элемента, а одна из полостей

сообщена с входом пневмосопротивления и вторым выходом регулятора давления.

Изобретение относится к ис |Ь тания на герметичность, а именно к ноиску мест утечки газов и наров из работаю- Hiero оборудования во взрывоо11асн)х номе- Н1.ениях. Цель изобретения -- упрощение- конструкции течеискателя путем упрощения вы11о;1нения узла измерения, а также нон1) точности 1 змерения утечек нч тем компенсации тс.мис 1атурны. ко. К баний. Пневматический течсискате. Из содержит нос- ледовате,чьно соединенные Hiyn, узе;1 изме- кмп1я, струТшы чувствительный элемент, ре- |-улятор давления и узел формирования |)азрежения. Узе,1 измере 11ия выполнен в виде многойреде,1ьпого ступенчатого разбавите,:1я (.1СР). Анализируемый газ разбавляют в до требуемого предела, добиваясь иояв, 1ения ,ia рассог. шсонания с э,:|е- мепта сравнен11Я, который поступает на индикатор через пороговое реле. Селектор, BK,iiO4aioiHHii пневмоповторитель и пневмосо- против.чение. обеспечивает выбор области ра- бочи.х давлений, при которых ири изменении темнерату;)ы величина выходного си1Л1а( (Л 1чЭ 4 СО со СУ5

ifs,,,ff- s j

)-tPr.dSufa (n re/CM 2)

UP, uP uPi pf-pj

1кгс1с1-,г)

Фиг г