Плотномер газа Советский патент 1988 года по МПК G01N9/26 

со

05

СП

эо

Изобретение относится к приборостроению, может найти применение в химической промышленности для анализа газовых смесей и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1187017,

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства и точности измерения.

На чертеже представлена схема плотномера газа.

Плотномер газа содержит турбулентный дроссель 1 эталонного газа, вход которого соединен с линией подачи з алонного газа Р, и глухой камерой повторителя 2 со сдвигом. Проточная камера повторителя 2 со сдвигом соединена с выходом дросселя 1, а его Сопло соединено с дополнительной пневмоемкостью 3 и через нормально замкнутый пневмоконтакт 4 пневмоемкостью 5 эталонного газа. Пневмоем- кисть 5 соединена через нормально разомкнутьш пневмоконтакт 6 с проточной камерой выходного повторит е- ля 7, глухая камера которого соединена с линией постоянного давления нижнего уровня Р| , сопло - через диафрагму 8 с атмосферой. Линия подачи измеряемого гача Р соединена через дроссель 9 с проточной к амерой входного повторителя 10, которая соединена через нормально эамкнутьш пневмоконтакт 11 с пневмоемкостью 12 измеряемого газа. Пневмоемкость 12 соединена через нормально разомкнутьш пневмоконтакт 13 с проточной камерой выходного повторителя 14, камера которого соединена с линией постоянного давлен-ия нижнего уровня Р, а сопло - с входом диафрагмы 15 и глухой камерой повторителя 16 со сдвигом. Выход диафрагмы 15 соединен с проточ ной камерой повторителя 16, сопло которого соединенос атмосферой. При этом элементы 1-3 образуют канал эталонного газа, а элементы 9-16 - канал измеряемого газа. Канал изме- ряемого газа перед диафрагмой 15 соединен с плюсовой камерой дифмано- метра 17, а канал эталонного газа перед диафрагмой 8 - с минусовой камерой дифманометра 17, выход которо- го является выходом устройства. Управляющие входы пневмоконтактов 4, 6, 11, 13 соединены с выходом генератора 18 импульсов.

5

0

5

5 0 5

0

5

0

Плотномер газа работает следующим образом.

При подаче на вход устройства из- мерямого и эталонного газов на турбулентном дросселе 1 устанавливается перепад давления ilP, , величина которого определяется настройкой повторителя 2 со сдвигом, и эталонный газ начинает поступать через турбулентный дроссель 1, проточную камеру и сопло повторителя 2 со сдвигом в пневмоемкости 3 и 5, Давление Р в пневмоемкости 5 начинает расти, а в пневмоемкости 12 вследствие того , что проводимость дросселя 9 больше проводимости дросселя 1, а глухая камера повторителя 10 соединена с пневмоекостью 5, в каждый момент времени устанавливается такое же давление, как и в пневмоемкости 5, т.е. P,j Р;. При поступлении от генератора 18 управляющего сигнала РГ 1 размыкаются пневмо- контакты Аи 11, замыкаются лневмо- контаты 6 и 13 и часть газа из каждой пневмоемкости 5-, 12 поступает через пневмоконтакты 6 и 13, проточные камеры и сопла выходных повторителей 7 и 14 на входы соответствующих диафрагм 8 и 15. При этом давление в пневмоемкостях 5 и 12 па- цает до величины давления Р | нижне- .о уровня, подаваемого в глухие камеры повторителей 7 и 14. В этот момент времени эталонный газ, поступающий через дроссель 1, поступает в Пневмоемкость 3. При изменении сигнала генератора на противоположный (Р 0) пневмоконтакты 6 и 13 размыкаются, замыкаются пневмоконтакты 4 и 11, выравниваются давления в пневмоемкостях 3 и 5, эталонный

газ поступает в пневмоемкости 3, 5, давление в пневмоемкости 12 Р j Pj, а при подаче следующего сигнала РГ 1 часть газа из пневмоем- :остей 5, 12 опять поступает на вход диафрагмы 8, 15. Таким образом, при непрерьшной подаче управляющих сигналов от генератора 18 через диафрагмы 8 и 15 устанавливаются непрерывные расходы эталонного и измеряемого газов. При этом расход эталонного газа через диафрагму 8 равен расходу через турбулентный дроссель 1, а объемный расход измеряемого газа через диафрагму 15 пропорционален расходу эталонного газа

31

(отношение объемных расходов измеряемого и эталонного газов равно отношению объемов пневмоемкостей 12, 5). Так как характеристики турбулент него дросселя 1 и диафрагмы 8 описываются идентичными уравнениями, то при изменении температуры газа (температуры эталонного и измеряемого га зов равным между собой) или частоты генератора изменяется только величина давления, до которого заполняются пневмоемкости 5, 12, а величина давления перед диафрагмой 8 эталонного газа и соответственно перепад давления на ней остаются без изменений и являются постоянными величинами. Дав ление перед диафрагмой 15 тоже не за висит от температуры газов и частоты генератора, а определяется только величиной плотности измеряемого газа.

При увеличении плотности измеряемого газа давление перед диафрагмой растет, причем вследствие соединения входа и выхода диафрагмы с камера - ми повторителя со сдвигом давление за диафрагмой 15 возрастает на такую же величину, а перепад на ней остается постоянным и определяется настройкой повторителя 16 со сдвигом. При уменьшении плотности измеряемого газа давление перед диафрагмой 15 падает при сохранении той же постоянной величины перепада на ней. При этом абсолютное давление перед диафрагмой 15 в каждый момент времени пропорционально величине плотности измеряемого хода, а разность давлений перед диафрагмами 15, В, измеряемая дифманометром, пропорциональна разности плотностей измеряемого и эталонного газов.

64958-1

При таком конструктивном выполнении плотномера газа вследствие введения повторителя со сдвигом и . его соединения с входом и выходом

диафрагмы измеряемого газа чувствительность устройства пропорциональна не перепаду на диафрагме эталонного газа, величина которого должна

Q быть достаточно малой, а величине аб солютного давления перед диафрагмой эталонного газа, т.е. величине на порядок большей, что обуславливает гораздо большую чувствительность

15 предлагаемого устройства по сравненик с известным. По той же причине изменение давления перед диафрагмой измеримого газа не приводит к изменению перепада на ней. Вследствие это20 ° увеличение давления перед диафрагмой измеряемого газа в широках пределах без изменения перепада на ней позволяет повышать чувствительность предлагаемого устройства без

25 снижения его точности в отличие от известного, в котором увеличение давления перед диафрагмой измеряемого газа приводит к увеличению перепада и понижению точности. Кроме то30 го, такое конструктивное выполнение плотномера газа (наличие повторителя со сдвигом) позволяет установить перепады давления на диафрагмах измеряемого и эталонного газов, пропорциональные их показателям адиабаты. Вследствие этого исключается погрешность, обусловленная разностью показателей адиабаты измеряемого и эталонного газов, что определяет более высокую точность предлагаемого устройства по сравнению с известным, конструктивное выполнение которого не позволяет исключить эту погрешность.

35

40

в

J/ i