Устройство для измерения параметров парогазовой среды Советский патент 1990 года по МПК G01L7/18 

к пробковому крану 5 с заборным патрубком 6, а другое колено подключено к второму пробковому крану 8, связанному с первьм краном 5 посредством соединительной трубки 9,.В полости крана 8 размещены измеритель 12 температуры и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, а пробка крана 5 с заборным патрубком снабжена мерным отсеком 21 и полостью 22, соединенной с исследуемой газовой средой посредством масляного затвора.

Корпус и пробка крана 5 с заборным патрубком на уровне полости 22 со дер- жит две пары отверстий, причем одна смежная пара отверстий 31 соединена с одним коленом U-образной трубки, а другая пара смежных отверстий 30 соединена с другим коленом посредством соединительной трубки 32. К пробковому крану 8 с электрохимическим элементом подключен дополнительный мерный сосуд 34 с регулируемым объемом. 1 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в метеорологии и химической промышленности для измерения влажности и температуры в газах и свободной атмосфере с повышенной точностью. Устройство содержит U-образную трубку 1 с манометрической жидкостью, одно колено которой содержит расширительный сосуд 4, подключенный к пробковому крану 5 с заборным патрубком 6, а другое колено подключено к второму пробковому крану 8, связанному с первым краном 5 посредством соединительной трубки 9. В полости крана 8 размещены измеритель 12 температуры и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, а пробка крана 5 с заборным патрубком снабжена мерным отсеком 21 и полостью 22, соединенной с исследуемой газовой средой посредством масляного затвора. Корпус и пробка крана 5 с заборным патрубком на уровне полости 22 содержит две пары отверстий, причем одна смежная пара отверстий 31 соединена с одним коленом U-образной трубки, а другая пара смежных отверстий 30 соединена с другим коленом посредством соединительной трубки 32. К пробковому крану 8 с электрохимическим элементом подключен дополнительно мерный сосуд 34 с регулируемым объемом. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения парциального давления водяных паров, водности и температуры в газах и свободной атмосфере

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров парогазо- вой среды,

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит-и-образную трубку 1, заполненную манометричес- кой жидкостью 2. Колено 3 U-образной 1 содержит расширительный сосуд 4, подключенньй к пробковому .крану 5, содержащему заборный патрубок 6. Второе колено 7 U-образной труб- ки 1 подключено к второму пробковому крану 8, связанному с краном 5 посредством соединительной трубки 9. В полости 10 пробки 11 размещены измеритель 12 температуры (например термопара) и влагоразлагаюший электрохимический элемент 13, подключенные соответственно к гермовводам 14 и 15, расположенным в торцовой части пробки 11. Влагоразлагающий элект- рохимический элемент 13 состоит из пористого стеклянного основания 16, заключенного между двумя коаксиальными электродами 17 и 18. Коаксиальный электрод 17, выполненный в виде ци- линдра охватывает основание 16 снаружи i а коаксиальный электрод 18 вьшоп- ненный в виде стержня, установлен в центре основания 16. Внутренняя поверхность пор основания 16 покрыта гидратированной пленкой пятиокиси фосфора , которая может быть по- .лучена смачиванием пористого основания водным раствором PiOg и последующим высушиванием при пропускании электрического тока. Наружный электрод 17 электрохимического элемента 13 герметично закреплен в полости пробки 11 и обеспечивает тем самым прохождение газов только через пористое основание 16. Пробка 11 содержит отверстие 19, совмещенное с отверстием соединительной трубки 9. Пробка 20 крана 5 содержит мерный отсек 21 и полость 22, разделенные перегородкой 23. Полость 22 связана с внешней средой через масляный затвор 24. Масляный затвор 24 представляет собой расположенную у основания крана 5 емкость 25 с манометрической жидкостью 26, свободное пространство которой связано с внешней газовой средой посредством патрубка 27. При этом в манометрическую жидкость.26 на некоторую глубину опущена трубка 28, сообщающаяся с полостью 22. Корпус 29 и пробка 20 крана 5 на уровне полости 22 содержит две пары отвеных отверстий 30 и 31, причем оДна пара ответных отверстий 30 связана с коленом 7 посредством соединительной трубки 32, а другая пара отверстий 31 связана с коленом 3 U-образной трубки 1. К пробковому крану 8 с помощью соединительного патрубка 33 подключен мерньй сосуд 34, выполненный в виде стеклянного цилиндра с регулируемым объемом полости 35. Мерный сосуд 34 содержит в полости 35 поршень 36.с уплотнительными кольцами 37, обеспечивающими необходимую герметичность полости 35. В верхней части сосуда 34 размещена крьш1ка 38 с резьбовым отверстием 39, куца вкручен регулирующий винт 40, связанный

с поршнем 36. Сосуд 34 прикреплен к корпусу крана 8 с помощью стяжки 41. На боковой поверхности сосуда 34 нанесена шкала 42 делений, позволяющая определить объем свободного пространства пробкового крана 8 (в том числе и объем полости 35, мерного сосуда 34 и соединитепьных трубок 9, 7 и 32 примыкающий к крану 8). Пробка 20 на уровне заборного патрубка 6 и соединительной трубки-9 содержит два отверстия 43 и 44. Угол между осями отверстий составляет 90° . Отверстие 44 размещено на пробке 20 так, что при совмещении ее с отверстием соединительной трубки 9, совмещаются ответные отверстия 30 и 31 на кране 5. и-образная трубка 1 снабжена линейкой 45 для отсчет уровня манометрической жидкости в коленах 3 и 7 Устройство работает следующим образом. I

Перед осуществлением измерения вьравнивают давление в коленах 3 и 7 и-образной трубки 1, совмещая враще- нием пробки 20 отверстия 30 и 31. При этом совмещается также отверстие 43 пробки 20 с отверстием канала соединитепьной трубки 9. После этого мерный отсек 21 подключают к внешней среде, содержащей водяной пар, поворачивая пробку 20 вправо на 90°. При этом отверстие 43 пробки 20 совмещается с каналом заборного патрубка 6, что обеспечивает возможность диффузии водяных паров из внешней среды в полость мерного отсека 21. После истечения времени, достаточного для вьравнив.яния давления паров в мерном отсеке 21 и окружающей среде, мерный отсек подключают к влагоразла- гающему электрохимическому, элементу 13, поворачивая пробку 20 влево на 90°. При этом совмещаются отверс- .тие 43 с каналом соединительной трубки 9, а также ответные отверстия 30 и 31 крана 5. После полного осаждения пара на поверхности гидратирован- ной пленки отсек 21 подключают к внешней среде, поворачивая пробку 20 крана 5 вправо на 90°, а затем к электродам 17 и 18 через гермовводы 15 подают напряжение постоянного тока порядка 6-12 В. Под действием электрического тока водяной пар, поглощенный гидратированной пленкой разлагается на водород и кислород, создающие в колене 7 трубки 1

1610326

избыточное давление. После разложе- , ния всей влаги на гидратированной пленке , регистрируемое по величине тока электролиза, перемещая поршень 36 вверх или вниз в коленах 3 и 7 и-образной трубки 1 устанавливают разность уровней манометрической жидкости, которую можно будет измерить

Q С достаточно высокой точностью. От того, насколько точно будет измерена эта разность, будет зависеть и точность измерения искомого параметра парогазовой среды (парциального дав5 ления пара или водности). Поэтому, перемещением поршня 36 вверх или вниз, необходимо создать в левом колене 7 такое давление газов, при котором разность уровней будет охва0 тывать весь рабочий диапазон шкалы линейки 45. Затем регистрируют температуру газов в левом колене 7 с помощью измерителя 12, а также определяют объем, занимаемый газом в

5 том же левом колене 7, по шкале 42 мерного сосуда 34.

Истинное значение давления Р вор,я-. ного пара в исследуемой среде определяют по форм уле

Р

PiV,

i

(1)

5

0

5

0

где Р,

V,

давление газов в левом колене U-образной трубки 1, мм масляного столба (определяют по шкале линейю 45), объем, занимаемьй газом в левом колене 7 U-об- разной трубки 1, м (данный объем включает свободный объем крана

8,объем полости сосуда 34 и свободный объем соединитатьных трубок

9,7 и 32, примыкающих к крану 8),

температура парогазовой среды соответственно в окружающей среде и в левом колене 7 U-образ- ной трубки 1, К,

. - объем мерного отсека 21, мэ .

Истинное измеряемое даштение водяных паров может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на электролиз воды, по формуле

Т и Т, Р CTQ/V,

(2)

где. С - постоянный коэффициент;

Т - температура газив, измеренная с помрщью термопары, KJ

У - объем мерного отсека 21,

Q - количество электричества, затраченного на электролиз воды, К.

При измерении водности облачной среды с борта летающих лабораторий (ИЛ-18Д, ИЛ-14, АН-12ВП) заборный патрубок 6 подключают к облачной среде, содержащей не только водяной пар, но и капельки воды диаметром до 300 мкм. При этом по вьше изложенной методике определяют давление Р газов, образовавшихся в левом колене при разложении мелких частичек воды и пара облачной среды. Затем патрубок подключают к специально размещенной за бортом самолета емкости, содержащей дистиллированную воду, ч определяют давление Р, водяного пара, имею- щего ту же температуру, что и облачная среда после чего водность W облачной среды определяют по формуле

W

J4 (Ь - 2,) R 4,

(3)

0

5

25

0

где Ш - молекулярный вес воды;

Р. и Р„ - давление газов в левом колене манометра, соответственно, при разложении частичек воды и пара облачной среды и чистого пара,

R- универсальная газовая

постоянная;

Т. и Т„ - абсолютная температура газов в левом колене манометра и, соответственно, облачной среды. Формула,и зобр ете-ния

Устройство для измерения параметров парогазовой среды по авт.св. № .1486815, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено мерным сосудом с регулируемым объемом, подсоединенным с помощью патрубка к полости - второго пробкового крана, в котором установлен электрохимический элемент.