Способ дозирования паров и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к измеритель (ой технике и технологическому оборудовэ- |ию, может использоваться для точного дозиррвания паров различных жидкостей.

В качестве прототипа выбран способ дозирования паров, при котором испаряют арообразующую жидкость в атмосфере га- з|а-носителя, а величину отмериваемых доз пара контролируют по расходу парообразу- I щей жидкости путем периодического взве- t ;йвания емкости с ней. Устройство для f еализации этого способа (там же) содержит с месительную камеру и емкость с парообразующей жидкостью, соединённые с помощью капилляра. Недостатками прототипа являются низкая производительность, что связано с периодическими перерывами в р аботе, необходимыми для вынимания и взвешивания емкости с парообразующей жидкостью, а также невысокие точность и Ненадежность в работе, обусловленные возможностью пропустить момент окончания

процесса дозирования из-за отсутствия непрерывного контроля за расходом паров,

Цель изобретения - повышение Точности за счет обеспечения процесса контроля.

Поставленная цель достигается тем, что перед испарением из парообразующей жидкости формируют, за счет сил поверхностного натяжения, жидкостную линзу и вводят ее в среду газа-носителя, а при контроле расхода парообразующей жидкости определяют изменение фокусного расстояния жидкостной линзы.

Цель достигается тем, что в устройство введены источник излучения, приемник излучения с диафрагмой и индикатор, емкость для парообразующей жидкости выполнена с деформируемым элементом и с прозрачным окном, размещенным со стороны, противоположной капилляру, кромка капилляра со стороны смесительной камеры выполнена закругленной, а источник излучения и приемник излучения с диафрагмой

-

Ј

VI

ю со ю N ю

установлены по оси капилляра соответственно со стороны прозрачного окна емкости для парообразующей жидкости и со стороны смесительной камеры, причем приемник излучения с диафрагмой подключен к инди- катору,

На фиг. 1 изображена схема устройства для дозирования паров; на фиг. 2 - схема действия жидкостной линзы.

Устройство для дозирования паров (фиг. 1) состоит из смесительной камеры 1, соединенной капилляром 2 с емкостью 3, заполненной парообразующей жидкостью 4. Верхний конец капилляра 2, сопряжен- й ы й с камерой 1, имеет закругленную внешнюю кромку. По оси капилляра 2 установлены источник 5 излучения (со стороны емкости 3) и приемник излучения (со стороны смесительной камеры 1), состоящий из фотоприемника 6 с диафрагмой 7, подклю- ченного к индикатору 8. Нижняя .поверхность емкости 4 образована управляемым деформируемым элементом 9 с прозрачным окном 10 на пути излучения от источника 5. Вся конструкция помещена в термостат 11.

Устройство работает следующим образом.:/. - -. - . л -.-.. . . .

Емкость 3 заполняют парообразующей жидкостью 4 и включают термостат 11. После выхода на заданный режим термостати- рованйя начинают постепенно увеличивать напряжение на деформируемом элементе 9, который, создавая давление в емкости 3, выдавливает жидкость 4 в капилляр 2. Радиус кривизны мениска поверхности жидко- сти 4 в капилляре 2 определяется углом смачивания 0(фиг. 2).

Когда жидкость 4 подходит к верхнему концу капилляра 2, вследствие закругления его кромки при сохранении величины угла смачивания радиус кривизны сначала увеличивается до бесконечности, а затем, по мере подъема уровня жидкости 4, снова уменьшается, но имеет при этом уже противоположный знак. Так за счет сил поверхно- стного натяжения формируется жидкостная линз.а из парообразующей жидкости 4, Излучение от источника 5, проходя через окно 10 и жидкость 4 в емкости 3 и капилляре 2, фокусируется жидкостной линзой на диаф- рагме 7. По величине интенсивности излучения, прошедшего через диафрагму 7 на фотоприемник 6, отображенной на индикаторе 8, судят о фокусном расстоянии линзы из парообразующей жидкости 4. По дости- жении определенной величины фокусного расстояния жидкостной линзы стабилизируют напряжение на деформируемом элементе 9 и подают в смесительную камеру 1 газ-носитель. В его потоке жидкость 4 с поверхности жидкостной линзы испаряется, в результате чего объем жидкости 4 в капилляре 2 уменьшается и фокусное расстояние жидкостной линзы растет. При этом меняется интенсивность излучения, прошедшего через диафрагму 7 на фотоприемник 6, что наблюдают по индикатору 8. По достижении сигналом с фотбп риёмника 6 определенной величины делают вывод о том, что заданная доза паров отмерена и отключают газ-носитель. После этого весь процесс может повторяться.

Возможна организация автоматической остановки процесса дозирования по сигналу со сравнивающего устройства, на входы которого нужно подать сигнал с фотоприемника 6 и сигнал с какого-либо эталонного источника. Конструкция предлагаемого устройства для дозирования паров позволяет также осуществить полную автоматизацию его работы путем объединения в замкнутый контур управления фотоприемника 6, задат- чика .эталонного сигнала,, сравнивающего устройства, блока логики и управляемого еформируемого элемента 9.

Для предотвращения излишних утечек парообразующей жидкости 4 капилляр 2 мо-.. жет быть оборудован клапаном.

В качестве источника 5 излучения может быть использован гелий-неоновый или полупроводниковый лазер с коллимирую- щим устройством; в качестве фотоприемника 6 - фотодиод или фотоэлектронный умножитель в зависимости от яркости источника 5 излучения.и прозрачности жидкости 4; в качестве индикатора 8 - любой стрелочный или цифровой электроизмерительный прибор, согласованный с приемником 6; в качестве управляемого деформируемого, элемента 9 -. пьезоэлектрическая биморфная пластина.

Более точную работу устройства, независящую от колебаний яркости источника 5 излучения, можно обеспечить, применив в качестве приемника излучения вместо фотоприемника 6 с диафрагмой 7 датчик фокусного расстояния какой-либо известной конструкции, например С двумя полудисковыми модуляторами.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять прецизионное дозирование паров различных жидкостей с высокой производительностью и удобством обращения с дозирующим устройством. ....:-.,.

Формула изобретения 1. Способ дозирования паров, при котором испарение парообразующей жидкости производят в среде газа-носителя, а дозу паров парообразующей жидкости контролируют по величине ее расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения процесса контроля, перед испарением из парообразующей жидкости формируют за счет сил поверхностного натяжения жидкостную ли;нзу и вводят ее в среду газа-носителя, а при контроле расхода парообразующей жидкости определяют изменение фокусного расстояния жидкостной линзы.

2, Устройство для дозирования паров, содержащее емкость для парообразующей жидкости, связанную капилляром со смесительной камерой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения контроля дозирования, в него введены источник излучения, приемник излучения с диафрагмой и индикатор, емкость для парообразующей жидкости выполнена с деформируемым элементом и с прозрачным окном, размещенным со стороны, противоположной капилляру, кромка капилляра со стороны смесительной камеры выполнена закругленной, а источник излучения и приемник излучения с диафрагмой установлены по оси капилляра соответственно со стороны прозрачного окна емкости для парообразующей жидкости и со стороны смесительной камеры, причем приемник излучения с диафрагмой подключен к индикатору.

qJu&f