Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах Советский патент 1990 года по МПК G01N7/02 G05D27/00 

Изобретение относится к конструкции газоанализаторов для количественного опред е1шя содержания газов в металлах и может быть использовано для определения, содержания водорода в. металлах и сплавах.

Цель изобретения - повьшение точности, надежности и сокращение времени определения количества газов, par створенных в металлах и сплавах.

На,чертеже показана схема устройства для определения количества газов в металлах и сплавах.

Устройство состоит из реакционной емкости 1, первого 2 и второго 3 клапанов, накопительной емкости 4, приспособления 5 для измерения давления газов, вакуум-насоса 6, трубчатой печи 7, датчика 8 температуры, емкое- ти 9 для ввода образца, примерной кварцевой пробки 10, блока 11 управления режимами работы печи, преобразователя 12 аналог - код, блока 13 счетчиков, блока 14 индикации, блока 15 формирования команды Конец анализа, блока 16 управления режимами работы устройства,- блока 17 управления клапанами и пульта 18 управления

Реакционная емкость представляет собой кварцевую трубку 0 28 мм с входньм отверстием под примерную кварцевую пробку 10. В пробке есть емкость 9 для загрузки образца. На кварцевую 1фубку надета трубчатая печь 7, выполненная из кварцевой трубки, на которую намотана нихромо- вая спираль и размещены два кольца из термостойкого материала, собранны в виде катушки. В верхней части печи расположен датчик 8 температуры. Бло 1t управлеякя режимами работы печи содержит усилитель термопары, с выхода которого сигнал поступает на один из входов компаратора, другой вход подключен к набору д,елителей напряжения. Выбирая напряжения, задают необходимую температуру, которую блок будет поддерживать с заданной точностью. Первый и второй клапаны 2 и 3 выполнены из нержавеющей стали. Конструкция клапана такова, что в обесточенном состоянии клапан закрыт. Накопительная емкость 4 выполнена из нержавеющей стали в виде цилиндра с объемом не менее 2л.В качестве приспособления 5 для, измерения давления газов используетс термопарный датчик. Преобразователь

аналог - код представляет собой де- с,ять компараторов, пороги срабатывания которых установлены в диапазоне изменения сигнала с приспособления 5 (перевод его из аналогового вида в бинарный). Блок счетчиков содержит генератор прямоугольных импульсов с фиксированной стабилизированной част- тотой, одновибратор, схему тройного совпадения, делители частоты, счетчики-дешифраторы. Импульсы с генераюра через делители частоты поступают на схему тройного совпадения. При наличии сигнала с блока 16 и с одновибратора, сигналы со схемы ройного совпадения поступают на счетчики-дешифра- торы, выходы которых подключены к индикаторам. Одновибратор запускается от импульсов, которые формируются от срабатывания компараторов. Регулируя длительность выходных импульсов с одновибратора при стабильной частоте генератора, можно на индикаторах получить значение, численно равное объему вьщелившегося газа.

Блок индикации содержит элементы согласования счетчика-дешифратора с ивдикаторами. Блок ивдикации служит для индикации результатов анализа и контроля за работой устройства. Блок формирования команды Койец анализа, содержит Одновибратор и счетчик импульсов. В начале каждого цикла измерения счетчик обнуляется. Вход счетчика подключен к объединенному вь|ходу всех компараторов. Если за фиксированное время ( время работы одновибратора) прошел полный цикл, то счетчик отсчитает девять импульсов и сигнал о. наличии девятого импульса вьздает команду начать новьй цикл. Если же за фиксированное время число импульсов, поступивших,от компараторов, меньше девяти (это сигнализирует о том, что газ из образца, не вьщеляет- ся), то по истечении фиксированного времени блок вьщает команду Конец анализа, а блок 16 приводит устройство в соответствукяцее состояние. Блок 16 управления режимами работ устройства служит для подключения всех блоков в заданной последовательности. Блок содержит мультиплексор, Одновибратор, схемы логического совпадения и комбинированный мультиплексор. Блок управления клапанами содержит триггер и служит для включения клапанов по сигналам с блоков 16 и 12

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 помещают пробу металла и плотно закрывают пробкой 10, Включают устройство, при этом включается вакуум-насос 6, открьюаются клапаны 2-и 3 и происходит откачивание воздуха . При достижении давления 10 мм рт.ст, на пульте 18 загорается табло, сигнализирующее о готовности устройства к анализу. Нажимается кнопка Анализ, закрывается клапан 3 и включается печь 7. Предварительно выбирается температурный режим для конкретного металла или сплава. При нагревании из пробы вьщеляется водород и повьшает давление в емкости 4, которое фиксируется приспособлением 5, передающим информацию на блок 12. Срабатывают поочередно все компараторы, и последний нижкий (давление мм рт.ст.) через блоки 16 и 17 вьщает сигнал на закрытие клапана 2 и открытие клапана 3. Происходит эвакуация вьщелившегося водорода. Давление в «мкости 4 падает, и при срабатывании верхнего компаратора (давление 10 мм рт.ст.) сигнал с компаратора через блоки 16 и 17 вьщает сигнал на закрВ1тие клапана 3 и открытие клапана 2. Вьиф1ивщийся газ в емкость 1 от нагрева печи повьщуает - давление, в емкости 4. Весь цикл.пов- теряется до полного удаления водорода из образца. При неполном цикле (сра- батьшание компараторов менее девяти) ввдается сигнал с блока 15 на блок 16 Загорается табло Конец анализа. Закрьшается клапан 2, открьтается клапан 3.. Проба извлекается из емкости 1 и загружается следующая. При анализе следуняцей пробы очередность операций повторяется.

Формула изобретения

Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах, содержащее трубчатую печь с нагрева- , телем, помещеннзпо в нее реакционную емкость, накопительную емкость, дат

5

0

5

0

5

0

5

0

чик давления, пульт управления, первый и второй клапаны, установленные соответственно на выходе реакционной емкости и на выходе вакуумного насоса, блок управления режимом работы печи, информационный вход которого соединен с выходом датчика температуры, а выход - с нагревателем трубчатой печи, отличающееся .тем, что, с целью сокращения времени анализа, а также повышения точности и надежности, в его состав введены преобразователь аналог - код, блоки управления режимами работы устройства, блок управления клапанами, блоки счетчиков, формирования команды Ко- . нец анализа и индикации, а первый и второй клапаны вьшолнены с управляющими обмотками, при этом выход первого клапана через накопительную ем кость соединен с входом второго клапана, датчик давления установлен в накопительной емкости, а его вькод соединен с информационным входом преобразователя аналог - код, первый выход которого соединен через блок формирования команды Конец анализа с информационным входом блока управ- ления режимами работы устройства, второй выход через блок счетчиков соединен с первым входом блока индикации, а третий выход преобразователя аналог - код соединен с первым управляющим входом блока управления клапанами, первый выход блока управления режимами работы устройства соединен с управляющим входом вакуум- насоса, второй - с вторым управляющим входом блока управления клапанами, третий выход блока управления режимами работы устройства соединен с управляющим входом блока управления режимом работы печи, первый и второй выходы блока управления клапанами соединены с управляющими обмотками первого и второго клапанов, третий выход блока управления клапанами соединен с вторым информационным входом блока индикации, четвертый выход блока управления режимами работы устройства соединен с входом сброса блока счетчиков.

Изобретение относится к конструкции газоанализаторов для количественного определения содержания газов в металлах и может быть использовано для определения содержания водорода в металлах и сплавах. Целью изобретения является сокращение времени определения количества газов, растворенных в металлах и сплавах, а также повышение точности и надежности. В состав устройства входит реакционная и накопительная емкости 1 и 4, вакуум-насос 6 соединенные между собой через первый 2 и второй 3 электромагнитные клапана, приспособление для измерения давления 5 соединено с преобразователем аналог-код 12, соединенный с блоком формирования команды "конец анализа" 15 и через блок счетчиков 13 с блоком индикации 14, на который поступают сигналы от блока управления клапанами 17, блок формирования режима работы устройства 18 подключается к вакуум-насосу, к блоку счетчиков 13, к блоку управления клапанами, к блоку формирования команды "конец анализа" и блоку управления режимами работы печи 11, последний блок подключен к трубчатой печи 7 и датчику температуры 8, установленному на трубчатой печи, блок управления клапанами подключается к первому и второму клапану, пульт управления 18 подсоединен к блоку формирования режима работы устройства 16. 1 ил.