Плотномер газов Советский патент 1987 года по МПК G01N9/00 

1

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для измерения плотности газов и в составе аппаратуры для научного исследования .

Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности измерений путем исключения погрешности от изменения барометрического давления.

Известно, что коэффициент преобразования чувствительных элементов термоанемометра наряду со многими

параметрами зависит также от абсолют- 15 делителя на два потока и через гориного давления среды, в которую они помещены, т.е. для стабильной работы термоанемометра в измерительных каналах детектора необходимо поддержи: Гз

30

35

вать постоянное давление (абсолютное)2о через канал h-1 пробоотборного кра- и расход.

С другой стороны только тогда можно обеспечить воспроизводимость измерения, если обеспечено постоянство объемного расхода анализируемого газа через детектор. Другими словами доза, поступающая для.измерения в каждом цикле, должна содержать одинаковое количество молекул анализируемого газа (смеси), что должно достигнуть путем поддержания в постоянном геометрическом объеме дозы постоянной температуры и постоянного абсолютного давления.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого плотномера газов.

Устройство содержит блок 1 подготовки газов, блок 2 аналитического преобразования, командный прибор 3, измерительную схему 4, регистрирующий прибор (самописец) 5.

Блок подготовки газов Содержит фильтр 6, редуктор 7, манометр 8, дроссель 9, ротаметр 10.

Блок аналитического преобразования содержит автоматический пробоот- борный кран 11, дозу 12, нейтральную колонку 13, детектор 14, чувствительные элементы термоанемометра 15 и 16, емкость 17 и дроссель 18.

Плотномер газов работает следующим образом.

Сравнительный газ в блоке 1 подготовки газов проходит через фильтр 6 для очистки газа от влаги и механических примесей, редуктор 7 абсолютного давления, поддерживающий необходимое давление, не зависящее

40

45

50

55

на 11 (пробоотборнрлй кран изображен в режиме Анализ), проходит через дозу 12, выталкивая дозу анализируемого газа перед собой, проходит через канал e-f пробоотборного крана, нейтральную колонку 13, обеспечивающую задержку дозы и сглаживающую гидравлические удары, и поступает во второй вертикальный канал детектора 14.

Анализируемый газ проходит каналы а-Ь и c-d пробоотборного крана 11 и направляется в емкость 17.

В режиме отбора пробы газ-носитель проходит через канал пробоотборного крана 11, нейтральную колонку 13 и поступает во второй вертикальный канал детектора 14. Анали- зируемьй газ проходит через канал а-Ь пробоотборного крана 11, заполняет дозу 12 и через канал e-d пробоотборного крана 11 направляется в емкость -17. Когда первый вертикальный канал детектора 14 заполнен сравнительным газом, а второй газом-носителем, чувствительные элементы омывают постоянные расходы сравнительного газа и в измерительной схеме 4 формируется нулевой сигнал. Когда (в режиме Анализ) газ-носитель приносит с собой во второй вертикальный канал детектора 14 дозу анализи.- руемого газа, происходит взвешивание анализируемого газа в газе-носителе. При этом, если плотность анализируемого газа больше, чем плотность газа-носителя. столб газа во втором вертикальном канале своим весом создает дополнительное сопро1326950

от барометрического давления, что контролируется манометром 8, далее газ проходит через переменный дроссель 9 для установления необходимого расхода, ротаметр 10 для контроля величины расхода и направляется в блок 2 аналитического контроля.

Путь газа-носителя и анализируемого газа в блоке подготовки газов идентичен пути сравнительного газа. В блоке 2 аналитического контроля сравнительный газ поступает в первый вертикальный канал детектора 14,

зонтальные каналы детектора омывает чувствительные элементы 15 и 16, выходит из детектора и направляется в емкость 17. Газ-носитель проходит

через канал h-1 пробоотборного кра-

на 11 (пробоотборнрлй кран изображен в режиме Анализ), проходит через дозу 12, выталкивая дозу анализируемого газа перед собой, проходит через канал e-f пробоотборного крана, нейтральную колонку 13, обеспечивающую задержку дозы и сглаживающую гидравлические удары, и поступает во второй вертикальный канал детектора 14.

Анализируемый газ проходит каналы а-Ь и c-d пробоотборного крана 11 и направляется в емкость 17.

В режиме отбора пробы газ-носитель проходит через канал пробоотборного крана 11, нейтральную колонку 13 и поступает во второй вертикальный канал детектора 14. Анали- зируемьй газ проходит через канал а-Ь пробоотборного крана 11, заполняет дозу 12 и через канал e-d пробоотборного крана 11 направляется в емкость -17. Когда первый вертикальный канал детектора 14 заполнен сравнительным газом, а второй газом-носителем, чувствительные элементы омывают постоянные расходы сравнительного газа и в измерительной схеме 4 формируется нулевой сигнал. Когда (в режиме Анализ) газ-носитель приносит с собой во второй вертикальный канал детектора 14 дозу анализи.- руемого газа, происходит взвешивание анализируемого газа в газе-носителе. При этом, если плотность анализируемого газа больше, чем плотность газа-носителя. столб газа во втором вертикальном канале своим весом создает дополнительное сопро3

тйвление потоку сравнительного газа в нижней горизонтальном потоке детектора, следовательно, расход сравнительного газа, омывающего чувствительный элемент 16, уменьшается.

Поскольку общий расход сравнительного газа постоянен, доля расхода сравнительного газа в верхнем горизонтальном канале, омывающего чувствительный элемент 10, увеличивается По разбалансу чувствительных элементов в измерительной схеме 4 формируется полезный сигнал, что регистрируется самописцем 5. Если анализируемый газ имеет меньшую плотность чем газ-носитель, в измерительной схеме формируется сигнал обратной полярности.

Емкость 17 сглаживает гидравлические удары, воздействующие на выход детектора, возникающего при переключении пробоотборного крана (по линии анализируемого газа).

Другой функцией емкости 17 является обеспечение полного смешения газа-носителя и анализируемого газа для обеспечения нормальной работы дросселя 18, служащего для исключения влияния барометрического давления, на давление в рабочем объеме блока аналитического преобразования (по выходу).

Если бы выход про боотборного крана был присоединен к дросселю, минуя емкость 17, изменение свойства анализируемого газа вызвало бы изменение коэффициента расхода газа и, следовательно, изменение давления

326950

в объеме дозы. Кроме того, гидравлические удары (давления), возникающие при переключениях пробоотборного крана и временные изменения состава потока (анализируемы - газ, газ-носитель) вызвали бы непредсказуемые колебания давления в объеме дозы.

10

Формула изобретения

, 1. Плотномер газов, содержащий блок подготовки газов, детектор, нейтральную колонку, автоматический пробоотборный кран, измерительную схему, регистрирующий и командный прибор, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений путем исключения погрешности от изменения барометрического давления, он дополнительно снабжен емкостью, имеющей три входных и один выходной штуцеры, и дросселем, работающим в режиме надкритического истечения, причем выходы . детектора соединены со штуцерами, размещенными в средней части емкости, выход пробоотборного крана соединен со штуцером, размещенным в нижней

части емкости, выход пробоотборного крана соединен со штуцером, размещенным в нижней части емкости, а выходной штуцер, расположенный в верхней части емкости, соединен с входом дросселя.

2. Плотномер по п. 1, отличающийся тем, что, .в блоке подготовки газов установлены редукторы абсолютного давления.

«j ж

со

А

жд

3 С

м

&ПГ1

СП

(

К-){--)(

Ь.

Изобретение относится к приборам, изменяющим плотность газов. Цель изобретения - повьшение чувствительности и точности измерения. Цель достигается тем, что в рабочем объеме детектора и дозы поддерживают постоянное давление, не зависящее от барометрического. Лпотномер газов содержит детектор, нейтральную колонку, автоматический пррбоотбор- ный кран, измерительную схему, самописец и командный прибор. На выходе детектора и пробоотборного крана установлены емкость и дроссель, работающие в режиме надкритического истечения, а в блоке подготовки газов взамен обычных редукторов установлены редукторы абсолютного давления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i СО со to О5 о СП

Редактор Ю.Середа

Составитель Ю.Ефремов Техред И.Попович

Заказ 3274/38 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г.Решетник