Устройство для измерения абсолютной влажности газов Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

1

(21)4625256/25 (22)26,12.88 (46)30.12.91, Бюл. №48

(72) Ю.В.Подгорный и В.И.Воропаев

(53)551,508.7(088,8)

(56) Влагомер газов диэяькометрический.

Аргон-М. Технические условия

5К1.551.021ТУ.

Авторское свидетельство СССР 1026232, кл. G 01 N 27/22, 1981,

(04) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБ- СОЛЮТНОЙ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения абсолютной влажности газов. Цель изобретения - повышение достоверности измерений. Устройство для измерения абсолютной влажности газов содержит емкостный датчик-ячейку, включенный в контур ВЧ-генератора, осушитель газа, двухвходовый кран-переключатель, три двухвходовые схемы И, двухвходовую схему ИЛИ, блок управления, N + 1-рззрядный счетчик, устройство регистрации, причем выход N + 1 разряда счетчика соединен с одним из входов третьей схемы И, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения массовой концентрации влаги в газовых смесях.

Известно устройство для измерения массовой концентрации влаги в газах, содержащее емкостный датчик-ячейку, включенную в частотозадающий контур генератора, осушитель газа, два одновходо- вых клапана, кварцевый частотный детектор, схему сравнения, источник опорного напряжения, блок управления, самопишущий потенциометр и узел подстройки частоты, состоящий из усилителя постоянного тока, реверсивного электродвигателя, замедляющего механического редуктора и компенсирующего конденсатора переменной емкости, включенного ч частотозадающий контур генеоатооа. Для повышения точности измерения и компенсации долговременного дрейфа генератора и измерительной схемы в устройстве применен метод коррекции частоты генератора по параметрам опорного газа, получаемого путем осушки анализируемой газовой смеси.

Применение автоматической подстройки частоты повысило точность, но значительно усложнило прибор и снизило его надежность. Кроме того, на период регистрации результата измерения электромеханическая система подстройки частоты отключается, а имеющий место дрейф частоты генератора за этот период вносит допол- нительную погрешность в результат измерения,

Ниболее близким к прилагаемому является измеритель абсолютной влажности, содержащий емкостный датчик-ячейку, включенную в LC-контур ВЧ-генератора, осушитель газа, два одновходовых клапана, регистрирующее устройство, блок управления, состоящий из последовательно включенных низкочастотного генератора калибровочных импульсов и четырех счетных триггеров, три четырехвходовых и две двухвходовых схем И, схему ИЛИ, RS-триг- гёр и реверсивный счетчик.

Недостатком устройства является его сложность и избыточность, снижающие надежность.

Ч|

О

Ю

ho х| Ю

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение достоверности измерений,

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - циклограмма работы устройства.

Устройство для измерения абсолютной влажности содержит емкостный датчик- ячейку 1,.ВЧ-генератор2, осушитель 3 газя, двухвходовой газовый кран 4, блок 5 управления, двухвходовую схему ИЛИ 6, двухвхо- довую схему И 7, реверсивный счетчик 8, устройство 9 регистрации. Емкостный датчик-ячейка 1 включен в LC-контур ВЧ-гене- ратор а 2, выход которого соединен со счетным выходом реверсивного счетчика 8. Первые (п-1) разряды реверсивного счетчика 8 соединены с соответствующими входами устройства 9 регистрации, вход Запись которого соединен с четвертым выходом блока 5 управления, третий, второй и первый выходы которого соединены соответственно с входом разрешения счета и входом управления режимом счета реверсивного счетчика 8 и управляющим входом двухвхо- дового газового крана-переключателя 4, Вход Установка в ноль реверсивного счетчика 8 соединен с выходом схемы ИЛИ 6, входы которой соединены с пятым выходом блока 5 управления и выходом схемы И 7, входы которой соединены с шестым выходом блока 5 управления и выходом n-го разряда реверсивного счетчика 8.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления, представляющий собой последовательно соединенные низкочастотный генератор калибровочных импульсов и линейку счетных триггеров, выходы которых объединены с помощью схем логики типа И и ИЛИ, вырабатывает необходимые команды и осуществляет их временную расстановку (фиг. 2).

На первом выходе блока 5 управления появляются сигналы управления, переключающие газовый кран-переключатель с периодом 14,98 с. При наличии сигнала на первом выходе блока 5 управления газовый кран-переключатель осуществляет прохождение через датчик-ячейку 1 опорного (осу- шенного осушителем 3) газа. Первая половина времени (7,49 с), в течение которой через датчик-ячейку 1 пропускается опорный газ, используется для продувки. Кроме того, в это время производится запись предыдущего результата измерения в устройство 9 регистрации и подготовка реверсивного счетчика 8 к очередному циклу его работы. По окончании времени продувки на втором выходе блока 5 управления

появляется сигнал, переводящий реверсивный счетчик 8 в режим прямого счета, а на третьем выходе блока 5 управления появляется сигнал, разрешающий счет импульсов.

Реверсивный счетчик в течение времени счета заполняется импульсами ВЧ-генера- тора, частота которых равна f0. По окончании времени счета сигналы на втором и третьем выходах исчезают и счетчик 8 пре0 кращает счет импульсов, Одновременно исчезает сигнал на первом выходе блока 5 управления, что приводит к возвращению газового крана переключателя 4 в исходное состояние, при котором в датчик-ячейку 1 с

5 газового входа пропускается анализируемая смесь. Первая половина времени прохождения через датчик-ячейку 1 анализируемого газа используется для продувки. Затем в течение второй половины

0 этого времени, производится заполнение реверсивного счетчика 8 импульса ВЧ-гене- ратора с частотой fi f0, так как на третьем выходе блока 5 управления появляется сигнал, разрешающий счет импульсов, а на вто5 ром выходе - сигнал, переводящий реверсивный счетчик 8 в режим обратного счета. По окончании счета вновь включается газовый кран-переключатель 4 сигналом с пеового выхода блока 5 управления и начи0 нается новый цикл измерения и продувка датчика-ячейки 1. В результате последовательного заполнения реверсивного счетчика 8 в режимах прямого и обратного счета, на его первых (п-1) информационных выхо5 дах зафиксируется код, За время продувки датчика-ячейки (всушенным газом на шестом, четвертом и пятом выходах блока управления) появляются последовательно во времени импульсы Сброс, Запись, Ус0 тановка в ноль. Если в процессе заполнения реверсивного счетчика 8 в режиме обратного счета (за счет отрицательного дрейфа ВЧ-генератора) произошло его переполнение, то по окончании времени сче5 та на выходе n-го разряда появится сигнал, , разрешающий прохождение импульса Сброс через схему И 7 и схему ИЛИ 6 на вход Установка в ноль, устанавливающий счетчик 8 в исходное состояние.

0 Если переполнения счетчика 8 не произошло, то импульс Сброс на счетчик 8 не проходит. Появляющийся вслед за этим на шестом выходе блока 5 управления импульс Запись осуществляет запись кода с выхо5 дов реверсивного счетчика 8 в устройство 9 регистрации для индикации и регистрации результата измерения. Затем на пятом вы- . ходе появляется импульс Установка в ноль, который через схему ИЛИ 6 устанавливает счетчик 8 в исходное состояние

подготавливая его к новому циклу записи в режимах прямого и обратного счета. Далее работа устройства повторяется.

Формула изобретения

Устройство для измерения абсолютной влажности газов, содержащее емкостный датчик-ячейку, включенную в контур ВЧ-ге- нератора, осушитель газа, двухвходовый газовый кран-переключатель, три двухвходовые схемы И, двухвходовую схему ИЛИ, блок управления, N-разрядный реверсивный счетчик и устройство регистрации, причем выход ВЧ-генераторэ соединен с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика через первую и вторую двухвходовые схемы И, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и

0

5

0

третьим выходами блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом газового крана-переключателя, а четвертый и пятый входы соединены соответственно с одним из входов двухвходовой схемы ИЛИ и третьей двухвходовой схемы И, выход которой соединен с вторым входом двухвходовой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом Установка в 0, реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами устройства регистрации, вход Запись которого соединен с шестым выходом блока управления, отличающееся тем, что. с целью повышения достоверности измере ний, оно содержит в реверсивном счетчике дополнительный старший разряд, причем выход этого разряда соединен с вторым входом третьей двухвходовой схемы И.

Фиг.1

to

Фаг: 2