Способ контроля герметичности трубопровода Советский патент 1992 года по МПК G01M3/28 

Изобретение относится к способам контроля герметичности трубопроводов, в частности газовых линий хроматографа, и может найти применение в автоматическом газовом хроматографе.

Известно, что к герметичности пневматической схемы газового хроматографа предъявляются высокие требования. Негер метичность газовых линий оказывает значительное влияние на стабильность нулевой линии (дрейф, шумы), точность и воспроизводимость хроматографического анализа. Например, негерметичность линий газа-носителя после испарителя может привести к потере пробы, а негерметичность линий вспомогательных газов - к нестабильной

работе детекторов. Кроме того, при негерметичной линии газа-носителя возможна диффузия атмосферного кислорода в колонку и детектор, что усилит разложение пробы и неподвижной фазы в колонке, а в детекторе (в зависимости от его типа) приведет к увеличению фонового тока, или к уменьшению чувствительности, или к снижению срока службы чувствительных элементов.

Обычно герметичность газовых линий хроматографа проверяют, заполняя испытательным газом замкнутую систему, состоящую из испытуемой газовой линии и образцового манометра, которым замеряют изменение давления испытательного газа. Падение давления за 30 мин не должно преО

ы

01

ю

вышать 2% от установленного в линии. Места утечки обнаруживают по пузырькам газа в мыльном растворе, который наносят на поверхность системы (метод обмылива- ния).

При использовании регулятора расхода непрямого действия с тепловым измерителем расхода или только измерителя расхода последний может быть применен для контроля герметичности. При этом выход измеряемого участка газовой магистрали закрывают, и после заполнения его газом до заданного давления фиксируют показания измерителя расхода. При полной герметичности проверяемого участка измеритель покажет отсутствие расхода, при наличии утечек газа измеритель покажет их величину.

Недостатком этих способов является невозможность их применения непосредственно в процессе анализа, большая трудоемкость и длительное время, необходимое для получения результатов контроля.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способ обнаружения разрывов в жидкостных трубопроводах, включающий пропускание по трубопроводу потока среды и измерение изменений расхода в трубопроводе относительно заданного значения и перепада давления на нем, по которому и судят о потере линией герметичности.

Данный способ не может быть применен для контроля, герметичности трубопроводов в устройствах со стабилизированным расходом среды, например, в широко ис-- пользуемых в настоящее время газовых хроматографах с регулятором расхода непрямого действия, так как благодаря наличию регулятора потеря герметичности линии не вызовет увеличения расхода газа, а для измерения перепада давления необходимо ввести дополнительные датчики.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа путем обеспечения контроля газовых линий хроматографа с регулятором расхода непрямого действия..

Указанная цель достигается тем, что в известном способе контроля герметичности трубопровода, включающем пропускание по нему потока среды и изме рение параметра, характеризующего изменение пневмосопротивления трубопровода, по которому судят о потере герметичности трубопровода, в качестве параметра, характеризующего изменение пневмосопротивления трубопровода, используют величину изменения управляющего воздействия на газовом клапане регулятора расхода.

На чертеже представлена структурная схема устройства, регулирующего предложенный способ.

Устройство содержит регулятор 1 расхода газа непрямого действия, состоящий из преобразователя 2 расхода, газового клапана 3 и контура 4, управляющего пневмо- сопротивлением газового клапана 3. Контур регулирования А в аналоговом исполнении

0 выдает на клапан 3 управляющее воздействие UK/I в виде постоянного напряжения. В случае .цифровой реализации контура А 1)кл представляет собой либо ширбтно-импульс- ный сигнал (измеряемый параметр - шири5 на импульса), либо частотно-импульсный сигнал (измеряется частота импульсов).

На вход 5 регулятора 1 подается газ под давлением РВх. Задание расхода газа (СЬад.) производится по шине б. Выход 7 регулятора 1 связан с газовой линией 8, представля0 ющей, например, последовательное соединение испаритель-газохроматографи- ческзя колонка-детектор. Выход 9 газовой линии 8 соединен с атмосферой (Ратм.). Пневмосопротивление газовой линии 8

5 обусловлен перепад давления на ней РКОЛ. Изобретение реализуется следующим образом.

Устанавливают входное давление газа в линии, задают необходимое значение рас0 хода газа (Оззд.). Регулятор 1 расхода среды при помощи контура 4 отрицательной обратной связи стремится свести к нулю разницу между заданным;и измеренным значениями расхода газа,при изменении

5 как заданного значения расхода, так и возмущающих его внешних факторов: входного и атмосферного давления газа, пневмосопротивления линии 8. В случае появления, например, негерметичности, вызвавшей из0 менение расхода газа, напряжение на газовом клапане 3 (Укл) вследствие регулирования уменьшится, что вызовет уменьшение проходного сечения рабочего органа, т. е. увеличение пневмосопротивле5 ния клапана на величину, равную уменьшению пневмосопротивления линии из-за негерметичности. Таким образом, при установившемся в линии расход газа .Окл пропорционально входному давлению РВх.,

0 значению установленного расхода Q, пнев- мосопротивлению газовой линии и атмосферному давлению (Ратм.). Поскольку при анализе каждый раз устанавливают одинаковые значения входного давления и расхо5 да газа в линии, а изменения атмосферного давления за время анализа составляют доли процента, то управляющее воздействие целиком зависит от пневмосопротивления газовой линии. Любое изменение

пневмосопротивления газовой линии в процессе анализа, зачастую вызванное ее разгерметизацией или засорением, влечет за собой изменение управляющего воздействия на газовый клапан.

Поскольку напряжение UKn содержит измерительную информацию непосредственно о значении пневмосопротивления трубопровода, исключается необходимость оценки изменения расхода и давления в трубопроводе, что упрощает выявление не- герметичности, повышает его достоверность без дополнительных датчиков.

Заведомо герметичную линию перед проведением анализа калибруют при постоянных значениях входного давления и рас- хода газа, т. е. устанавливают для нее номинальное значение управляющего воздействия на клапан ОЛло)- Далее в процессе анализа для вспомогательных газовых линий и перед каждым анализом для линии газа-носителя измеряют управляющее воздействие (11кл) на клапане, сравнивают его с полученным при калибровке значением Ккло и делают вывод о состоянии газовой линии. Если меньше (Лло на величину, превышающую некоторое экспериментально определяемое значение, например 20%,

то делается вывод о потере линией герметичности.

Предлагаемый способ экспериментально проверен и позволяет контролировать герметичность вспомогательных газовых линий хроматографа непосредственно в процессе анализа, а линию газа-носителя - перед каждым анализом, что значительно снижает затраты времени на эти работы, не увеличивая количество используемой аппаратуры.

Формула изобретения Способ контроля герметичности трубопровода, включающий пропускание по нему потока среды и измерение параметра, характеризующего изменение пневмосопротивления трубопровода, по которому судят о потере герметичности трубопровода, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения контроля газовых линий хроматографа с регулятором расхода непрямого действия, в качестве параметра, характеризующего изменение пневмосопротивления трубопровода, используют величину изменения управляющего воздействия на газовом клапане регулятора расхода.

Изобретение относится к способам контроля герметичности газовых линий хроматографов и позволяет расширить технологические возможности способа путем обеспечения контроля газовых линий хроматографов с регулятором расхода непрямого действия. Пропускают по газовой линии поток газа. Регулятор расхода стремится свести к нулю разницу между заданным и измеренным значениями расхода газа. В случае появления негерметичности изменится пневмосопротивление газовой линии, что вызовет изменение управляющего воздействия на газовом клапане регулятора расхода, клапан изменит свое проходное сечение и расход газа в линии станет равен заданному. По изменению управляющего воздействия судят о потере герметичности. 1 ил/

РА

/

0/Я#