Устройство для определения параметров парогазовой среды Советский патент 1992 года по МПК G01L7/18 

совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке 11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10. При этом выравнивается давление в коленах 4 и 5 U-образного манометра 1. Одновременно водяной пар из отсека 9 попадает в полость 12, где сорбируется активной поверхностью электрохимического элемента 15. После осаждения водяного пара пробку поворачивают опять на 90°. При этом полость 12

сообщается с правым коленом 5 U-образной трубки, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширительным сосудом 7. На элемент 15 подается напряжение тока. Водяной пар, поглощенный элементом, разлагается на водород и кислород. Измеряя разность уровней в коленах 4 и 5, определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения параметров парогазовой среды Целью изобретения является сокращение продолжительности цикла измерения Перед измерением осуществляют отбор исследуемого газа путем открытия кранов 41 и 42. Затем закрывают их и вращением пробки 10 СО с XI о ел ч К) со

Изобретение относится к приборостроению, в частности к определению таких параметров, как парциальное давление пара, водность и температура облачной среды.

Известны различные устройства для определения парциального давления пара, в основе которых лежит кулонометрический принцип измерения количества влаги, поглощенной электрохимическим элементом

Недостатком известных устройств является низкая точность измерения, а также ограниченная сфера их применения. Устройства пригодны для измерения только давления пара в газовом потоке.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для измерения параметров парогазовой среды, содержащее U-образ- ную манометрическую трубку, к концам которой подключены два пробковых крана, в одном из которых в полости пробки размещены электрохимический элемент и датчик температуры, а в полости другого пробкового крана размещен мерный отсек, сообщающийся с заборным патрубком, а также расширительный сосуд, соединительные .трубки и маслянный затвор 2.

Недостатком известного устройства является значительная продолжительность цикла измерения, что связано с медленным процессом диффузии пара из мерного отсека в объем с электрохимическим элементом.

Целью изобретения является сокращение продолжительности цикла измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения параметров парогазовой среды мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый кран снаружи, при этом верхняя емкость в пробковом кране содержит перекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом U-образной трубки, а другие - с мерным отсеком, при этом электрохимический элемент и измеритель

температуры размещены в верхней емкости пробкового крана.

Конструкция устройства позволяет сократить продолжительность цикла измерения,

На чертеже изображено устройство для определения параметров парогазовой среды.

Устройство содержит U-образную трубку 1, заполненную манометрической жидкостью 2. U-образная трубка 1 снабжена линейкой 3 для уровня манометрической жидкости 2 в его коленах 4 и 5. Колено 4 трубки 1 содержит уширенный участок 6,

подключенный к одной стороны к расширительному сосуду 7, выполненному в виде цилиндра. Сосуд 7 примыкает к основанию пробкового крана 8, в корпусе которого размещен мерный отсек 9, выполненный в виде

кольцевой камеры, охватывающей пробку 10. Между пробкой 10 и кольцевой камерой 9 предусмотрена кольцевая перегородка 11, обжимающая пробку 10 по его периметру. Внутри пробки 10 ргзмещены полости 12 и

13, разделенные перегородкой 14. В полости 12 размещены электрохимический элемент 15 и термопара 16, подключенные соответственно к гермовводам 17 и 18. Пробка 10 на уровне полости 12 имеет отверстия 19-22, причем отверстие 22 лежит в одной плоскости с отверстием 21 и смещено относительно него на 90°. На уровне полости 13 пробка 10 содержит также отверстия 23-25. Кольцевая перегородка 11 содержит

отверстия 26 и 27, ответные отверстия 19 и 20 пробки 10, а корпус пробкового крана 8 - отверстия 28-30, ответные отверстиям 21- 24впро бке 10. Отверстия 21 и 23 соединены между собой с помощью изогнутой трубки

31, к которой сверху подключен шприц 32, а снизу - правое колено 5 манометрической трубки 1. При этом отверстие 24 в корпусе крана 8 соединено с уширенным участком 6 левого колена 4 трубки 1. Устройство содержит также масляный затвор 33, размещенный внутри расширительного сосуда 7.

Внутри масляного затвора 33 размещена трубка 34, один конец которой помещен в масло 35, а другой конец подключен к основанию пробкового крана 8 и через отверстие 25 пробки 10 связан с полостью 13. 5 Полость 36, образованная между масляным затвТЬрбм 33 и корпусом пробкового крана 8, содержит патрубок 37, снабженный краном 38 Корпус пробкового крана 8 содержит заборные патрубки 39 и 40, 10 снабженные соответственно кранами 41 и 42.

Устройство работает следующим образом.

Перед определением параметров паро- 15 газовой среды осуществляют отбор исследуемого газа. Для этого открывают краны 41 и 42 и через мерный отсек 9 прогоняют исследуемый газ с помощью откачивающего устройства (устройство на чертеже не по- 20 казано), Затем закрывают краны 41 и 42 и, еращая пробку 10 влево на 90°, совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке 11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10. При этом совмещаются отверстие 21 с отверстием 28, 25 отверстие 23 с отверстием 29 и отверстие 24 с отверстием 30. Совмещение указанных отверстий приводит к выравниванию давления газовой смеси в коленах 4 и 5 U-образного манометра 1. Одновременно 30 водяной пар, содержащийся в мерном отсеке 9, перекосится за счет диффузиии через открытые отверстия 26 и 27 в полость 12 и сорбируется активной поверхностью электрохимического элемента 15. Активная по- 35 верхность элемента 15 обладает высокой сорбирующей способностью, что обеспечивает в течение времени, соответствующего 1 мин, вобрать в себя весь водяной пар, находящийся в мерном отсеке 9 После пол- 40 ного осаждения водяного пара на элементе 15 пробку 10 поворачивают вправо на 90°. При этом перекрываются отверстия 23, 24, 26 и 27. Остается открытым только отвер- стие 28, так как отверстие 22 совмещается с 45 ним при повороте пробки 10 вправо на 901. При этом полость 12 пробки 10 сообщается с правым коленом 5 U-образной трубки 1, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширительным сосудом 7 После поворота 50 пробки 10 вправо на электрохимический элемент 15 по гермовводам 18 подается напряжение электрического тока порядка 6-9 В. Водяной пар, поглощенный элементом 15, под действием электрического тока раз- 55 лагается на водород й кислород. При этом в правом колене 5 манометрической трубки 1 создается избыточное давление. После окончания процесса разложения воды (фиксируется по величине тока электролиза) из1765728

меряют разность уровней манометрической жидкости в коленах 4 и 5 с помощью линейки 3. Одновременно измеряют температуру газов в полости 12 с помощью термопары, после чего определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде по формуле

(J-).

V

Ti

(1)

где Р -давление паров в исследуемой газовой среде, мм масляного столба;

Pi - давление газов в правом колене U-образной трубки, мм масляного столба;

V - объем мерного отсека, м3;

Vi - объем полости правого колена U- образной трубки, включая полость мерного отсека и полости соединительных трубок, м3;

Т и Ti - температура парогазовой среды соответственно до и после разложения воды на электрохимическом элементе, К.

Истинное давление водяного пара в исследуемой газовой среде может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на электролиз воды по формуле

.

(2)

где С - постоянный коэффициент;

Ti - температура газов, измеренная с помощью термопары, К;

V - объем мерного отсека, м3;

Q - количество электричества, затраченное на электролиз воды, Кулон.

При измерении водности облачной среды осуществляется отбор пробы газа, содержащей не только пар, но и капельки воды диаметром до 300 мкм. При этом по вышеизложенной методике определяют давление газов PI, образовавшихся в правом колене манометра при разложении мелких частичек воды и пара. Затем по справочным данным находят давление насыщения чистого пара Р2, соответствующее температуре Та облачной среды, после чего водность облачной среды W определяют по формуле

±2 Т2

)

(3)

где ju - молекулярный вес воды;

Pi, Ti -давление и температуре газовой среды в полости 12 после разложения облачных капель и пара на электрохимическом элементе 15, мм масляного столба, К,

R - универсальная газовая постоянная.

Подключенный к правому колену манометрической трубки 1 шприц 32 позволяет регулировать диапазон измеряемых величин в пределах цжалы линейки 3 за счет изменения в большую или меньшую сторону объема полости 12, размещенной в пробке 10.

Техническое решение позволяет существенно сократить продолжительность цикла измерения. Одновременно упрощается конструкция устройства и расширяется сфера его применения.

Формула изобретения Устройство для определения параметров парогазовой среды, содержащее частично заполненную жидкостью U-образную трубку, первое колено которой подключено к расширительному сосуду, пробковый кран

с двумя полостями, расположенными одна над другой внутри пробки, одна из которых, нижняя, связана через гидравлический затвор с отводящим штуцером и с помощью

первого и второго перекрывных отверстий с обоими коленами U-образной трубки, а также мерный отсек с заборными патрубками и электрохимический элемент с измерителем температуры, отличающееся тем, что,

с целью сокращения продолжительности сокращения продолжительности цикла измерения, мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый кран снаружи, при этом верхняя емкость в пробковом кране содержит перекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом U-образной трубки, а второе - с мерным отсеком, при этом электрохимический элемент и измеритель температуры размещены в верхней емкости пробкового крана.