Пневматический газосигнализатор Советский патент 1976 года по МПК G06G5/00 G01N15/00 G01N9/26 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЗОСИГНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и предназначено для использования в системах автоматического регулирования и контроля, а также в системах защиты установок и цехов при получении информации о наличии опасных примесей в воздухе производственных помещений.

Известны пневматические газосигнализаторы, содержащие струйный чувствительный элемент, внутренняя полость которого соединена с узлом формирования разрежения, вход - с коммутирующим элементом, к которому подключены входные каналы, а выход- с элементом сравнения, генератор колебаний, элементы задержки, клапаны, переключатели, задатчик давления элемента сравнения и выходное реле.

Известные сигнализаторы имеют недостаточно высокие метрологические характеристики. Ограниченная чувствительность обусловлена тем, что в случае использования струйных чувствительных элементов с наиболее крутой статической характеристикой, т. е. с наибольшей чувствительностью к наличию примесей в воздухе, действие отрицательной обратной связи в режиме коррекции приводит к возникновению колебаний на выходе элемента сравнения, а следовательно, к неустойчивой работе сигнализатора и к возникновению ложных его срабатываний. Наличие в известном сигнализаторе (в элементе задержки - звене «дроссель-емкость) переменной части емкости, определяющей величину сигнализируемой прибором концентрации, ограничивает точность настройки сигнализатора, так как, чем меньше величина определяемой концентрации, тем меньше отношение переменной и постоянной составляющих частей емкости и тем значительней сказывается на

точности работы любое отклонение в величине переменной составляющей.

Недостаток известного сигнализатора, снижающий ресурс работ, вызван тем, что отношение времени выдачи сигналов «1 и «О на

выходе генератора колебаний (скважность его работы) не превышает 1 : 10. В связи с этим коррекция сигнализатора, продолжающаяся 5-7 с, повторяется каждую минуту, хотя по условиям эксплуатации частота подстроек может быть значительно снижена.

С целью улучшения метрологических характеристик и повышения ресурса работы сигнализатора в нем установлены делители давления, импульсатор и сумматор, подключенный своим выходом к каналу питания узла формирования разрежения. Входы сумматора соединены соответственно с внутренней полостью струйного чувствительного элемента со средней точкой делителя давления, вход

которого подключен к задатчику элемента

сравнения,д.. клапан - с выходом первого элемента задержки, управляющий вход последнего связан .с .выходом импульсатора, к которому подключены -управляющие входы коммутирующего элемента, первого переключателя, установленного на входе в первый элемент задержки первого клапана, через который средняя точка делителя давления связана с атмосферой, и вход второго элемента задержки, соединенного с управляющим входом второго переключателя, установленного на выходе элемента сравнения, причем в управляющем канале импульсатора установлен второй клапан, вход которого подключен к выходу элемента сравнения через второй переключатель, выход которого связан с выходным реле.

На фиг. I представлена блок-схема предлагаемого газосигнализатора; на фиг. 2 - циклограмма его работы.

Предлагаемый газосигнализатор содержит коммутирующий элемент I, чувствительный элемент 2, элемент 3 сравнения, переключатель 4, выходное реле 5, задатчик 6, делитель 7 давления, элемент 8 задержки, клапаны 9 и 10, импульсатор И, узел 12, задатчик 13, сумматор 14, клапан 15, элемент 16 задержки, переключатель 17, PI - разрежение на выходе чувствительного элемента, Яа - постоянное давление задания на входе в элемент сравнения, РЗ - давление на выходе элемента сравнения, Р - разрежение в корпусе чувствительного элемента, PS - давление задания на входе в сумматор. Ре - постоянное давление задания на входе в элемент задержки, РВЫ.Т.- выходной сигнал прибора.

Вход струйного чувствительного элемента 2 соединен с выходом коммутирующего элемента 1, к входам последнего подведены входные каналы подачи анализируемого и эталонного газов. Выход чувствительного элемента 1 соединен с входом элемента 3 сравнения, на другой вход которого заведено постоянное давление задания PZ через задатчик 6. Это же давление подается на вход делителя 7 давлений, состоящего соответственно из переменного и постоянного пневматических сопротивлений PI и РЗ. Выход элемента 3 сравнения через переключатель 4 соединен с управляющими входами либо выходного реле 5, либо нормально закрытого клапана 9, установленного в линии управления импульсатором 11. Внутренняя полость чувствительного элемента 2 связана с узлом 12 формирования разрежения и с одним из входом сумматора 14 давлений, к другим входам которого подсоединены средняя точка делителя 7 давлений и через клапан 15 выход элемента 16 задержки. На вход последнего через переключатель 17 подается давление питания или постоянное давление задания Ре через задатчик 13. Выход сумматора 14 связан с узлом 12 формирования разрежения, состоящим, например, из эжектора с усилителем мощности Б канале питания. Выход импульсатора И

связан с управляющими входами коммутирующего элемента 1, переключателей 4 и 17 и клапанов 10 и 15, причем с переключателем 4 он связан через элемент 8 задержки, выполненный, например, в виде регулируемого

дросселя. Через клапан 10 осуществляется

связь средней точки делителя 7 давления с

атмосферой.

Сигнализатор работает следующим образом.

С помощью сумматора 14 через узел 12 формирования разрежения во внутренней полости чувствительного элемента 2 автоматически поддерживается разрежение Р4, по величине равное разности давлений (Ps-кР2),

где k

Ri-R

При появлении в момент времени ti (фиг. 2)

на выходе импульсатора 11 сигнала «1 коммутирующий элемент 1 соединяет вход чувствительного элемента 2 с линией подачи эталонного газа (ЭГ), клапан 10 - среднюю точку делителя 7 с атмосферой (давление /cPg становится равным нулю), клапан 15-вход сумматора 14 с выходом элемента 16 задержки, а переключатель 17 - вход этого элемента с давлением питания. Давление PS в этот момент равно давлению Рв, установивщемуся к

этому времени на выходе элемента 16 задержки, таким образом и разрежение Р также равно давлению Р.

Переключатель 4 изменяет свое положение не в момент времени ti, а в момент (ti-fA),

где величина At определяется настройкой элемента 8 задержки, при этом переключатель 4 отключает элемент 3 сравнения от выходного реле 5 и подключает его к управляющему выходу клапана 9.

С течением времени давление PS увеличивается (скорость нарастания определяется настройкой элемента 16 задержки), вместе с ним увеличивается разрежение Pt чувствительного элемента 2 (падает абсолютное давление), а следовательно увеличивается разрежение PI на его выходе.

В момент tz, когда абсолютное давление на выходе чувствительного элемента 2 (Рдтм-PI) резко падает за счет, например, турбулизации питающей струи, величина разрежения PI становится больще давления задания PZ, и на выходе элемента 3 сравнения появляется давление РЗ, открывающее клапан 9, в результате чего за счет подачи давления питания на

управляющий вход импульсатора И выход

последнего переводится в положение «О.

Коммутирующий элемент 1, переключатель 17

и клапаны 10 и 15 занимают первоначальное

положение; давление PS запоминается, разреженке Р становится меньше давления Р на величину кР, разрежение PI на выходе чувствительного элемента 2 уменьшается (абсолютное давление увеличивается) и становится меньшим давления PZ, вследствие чего давление РЗ на выходе элемента 3 становится

равным «О, клапан 9 запирается, импульсатор 11 запускается на новый цикл и через заданное время Т выдает на своем выходе сигнал «1, после чего цикл подстройки сигнализатора цовторяестя.

Переключатель 4 возвращается в первоначальное положение в момент (2 + А/), т. е. тогда, когда на выходе элемента 3 уже установился сигнал «О, поэтому ложного срабатывания выходного реле 5 не происходит. Эта же задержка защищает сигнализатор от ложного окончания цикла подстройки, если последняя начинается при наличии на выходе сигнализатора сигнала опасности.

Если же во время цикла измерения, время которого , в анализируемом газе появляется опасная концентрация, например в момент is, то появившееся на выходе элемента 3 сравнения давление РЗ вызывает срабатывание реле 5, и на выходе сигнализатора появляется сигнал опасности (давление (вых.)- При исчезновении опасной концентрации, например в момент t, сигнал опасности исчезает. Минимальная величина сигнализируемой опасной концентрации задается величиной fePa и может быть сколько угодно малой.

Таким образом, предлагаемый газосигнализатор позволяет повысить точность задания уставки за счет использования делителя, а также увеличить ресурс работы благодаря выключению подстройки по мере необходимости, а не по времени, как это делается в известных устройствах.

Формула изобретения

Пневматический газосигнализатор, содержащий струйный чувствительный элемент,

внутренняя полость корпуса которого соединена с узлом формирования разрежения, вход-с коммутирующим элементом, к которому подключены входные каналы, а выход- с элементом сравнения, элементы задержки, клапаны, переключатели, задатчик давления элемента сравнения и выходное реле, отличающийся тем, что, с целью улучщения метрологических характеристик и повыщения ресурса работы сигнализатора, в нем установлены делитель давления, импульсатор и сумматор, подключенный своим выходом к каналу питания узла формирования разрежения, причем входы сумматора соединены со5ответственно с внутренней полостью струйного чувствительного элемента со средней точкой делителя давления, вход которого подключен к задатчику давления элемента сравнения, и с выходом первого элемента задерж0ки через клапан, управляющий вход последнего связан с выходом импульсатора, к которому подключены управляющие входы коммутирующего элемента, первого переключа5теля, установленного на входе в первый элемент задержки, первого клапана, через который средняя точка делителя давления связана с атмосферой, и вход второго элемента задержки, соединенного с управляющим вхо0дом второго переключателя, установленного на выходе элемента сравнения, причем в управляющем канале импульсатора установлен второй клапан, вход которого подключен к

5 выходу элемента сравнения через второй переключатель, выход которого связан с выходным реле.

.

f, 2 2 5 Чиг.2