Устройство для измерения физикохимических параметров Советский патент 1976 года по МПК C01B11/04 

1

Изобретение относится к области измерения физико-химических параметров газов и жидкостей и может быть применено для измерения ВЯЗКОСТИ, плотности, концентрации, температуры и других параметров техиологических ПОТОКОВ.

Известно устройство для измерения физикохимических параметров бинарной газовой смеси, например ее состава, содержащее четыре дросселя, два из которых турбулентные, а два другие ламинарные, соединенные в схему пневматического моста .с перекрестным включением турбулентных и ламинарных дросселей и с измерительным дифманометром в ВЫХОДНОЙ диагонали моста.

Недостатками этого устройства являются невысокая точность измерения, что объясняется большим влиянием «а результат измерения давления питания, барометрического давления, температуры и т. п., а та.кже нелинейность статической характеристики устройства.

Известно также устройство для измерения физических величин, например линейных перемещений, выполненное в виде пневматического уравновещенного моста, содержащего два постоянные и два чувствительные дросселя, каждый из которых включен в одно из плеч моста, а также два регулируемые дросселя подключенные параллельно к чувствительным дросселям.

При изл1енении пневматических сопротивлений чувствительных дросселей мост выходит из состояния равновесия, и уравновешивается путем изменения сопротивления регулируемых дросселей. Это устройство также характеризуется невысокой точностью измерения (влияние изменения давления питания и барометрического давления на результат измерения весьма значительно) и нелинейностью

статической характеристики.

Известно устройство для измерения физико-химических параметров газов, например температуры, выполненное в виде пневматического уравновешенного моста, содержащего чувствительный, регулируемый, и постоянные, нерегулируемые, дроссели, каждый из которых Включен в одно из плеч моста. При изменении пневматического сопротивления чувствительного дросселя мост выходит из состояния равновесия, и уравновешивается путем изменения сопротивления регулируемого дросселя.

Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения и нелинейность статической характеристики.

Цель изобретения - повышение точности измерения, в частности за счет устранения влияния изменений давления питания и барометрического давления на результат измерения.

Поставленная цель достигается TeiM, что, устройство, вьшолнбниое в виде -пневматического уравкопешеиаого моста, снабжено включе1Т 1ым :в- вершину моста неремениым дросселем со средним выводом, который снабжен интегральным исполнительным механизмом, включенным между указанным средним выводом и нротивоноложной вершиной моста.

Такое вынолнение устройства обеспечивает инвариаитиость его показаний как от давления питания, так и от барометрического давления, что обеспечивает повышение точности измерения.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для измерения физикохимических параметров.

Устройство для измерения физико-химических параметров выполнено в виде пневматического (гидравлического) уравновешенного моста, который содержит четыре дросселя 1, 2, 3 и 4, каждый из которых включен в одно из плеч моста, и пневматический (гидравлический) Переменный дроссель со средним выводом, включенный в вершину моста и выполлеННый в Виде пневматического (гидравлического) реохорда.

Пневматический реохорд содержит два цилиндра 5 И 6, в которых перемещается стержень, состоящий ИЗ двух частей 7 и 8, каждая из которых образует с цилиндрами реохорда соответственно 5 и 6 пневматические сопротивления. Реохорд имеет два крайние вывода 9 и 10, а также средний вывод 11.

Пневматический реохорд снабжен интегральным исполнительным механизмом, состояш,им из жестко соединенной с цилиндрами 5 и 6 реохорда цилиндрической коробки 12, в которой концентрично расположены вялые резиновые разделители 13 и 14 с жесткими направляющими 15, 16, 17, 18, 19 и 20. Резиновые разделители соединены с пластиной 21, закрепленной в средней части стержня реохорда, при помощи которой цилиндрическая коробка 12 разделяется на две части. Камеры коробки 12, размещенные между разделителями 13 и 14, соединены с каналами 22 и 23 управляющих сигналов таким образом, что интегральный исполнительный механизм включен между средним выводом 11 пневматического реохорда и противоположной вершиной моста, т. е. канал 23 соединен с выводом 11, а канал 22 с междроссельной камерой между дросселем 1 и 3. Камеры коробки 12 между разделителем и стержнем реохорда соединены между собой несколькими отверстиями большого диаметра, выполненными в пластинке 21, и образуют, таким образом, одну общую камеру, аккумулирующую среднее давление реохорда, отводимое выводом 11.

Пластинка 21 может быть соединена непосредственно со стрелкой 24 показывающего устройства пневматического уравновещенного моста или же с устройством дистанциОНной передачи показаний на расстояние.

Пневматический (гидравлический) уравновешенный мост питается постоянным давлением питания. При этом, через дроссели моста и его реохорд может подаваться как среда, параметры которой подлежат измерению, так и любая другая среда. В первом случае все дроссели моста и реохорд являются чувствительными, во втором - чувствительными могут быть лишь некоторые дроссели моста.

В любом случае рехорд всегда выполняет роль уравновещивающего элемента. В зависимости же от измеряемого нараметра дроссели моста могут выполняться ламинарными, турбулентными или комбинированными.

В качестве примера рассмотрим работу предложенного устройства при условии питатп-ш его очищенным воздухом и выполнения чувствительным одного из его дросселей- дросселя 4.

При изменении контролируемого параметра, наПример темнературы среды, в которую помещен дроссель 4, изменяется пневматически сопротивление дросселя 4. Пневматический мост выходит из состояния ра вновесия

и в его выходной диагонали (вывод 11 реохорда и камера между дросселями 1 и 3) появляется перепад давлений. Этот перепад давлений посредством каналов 22 и 23 поступает в управляющие камеры пневматического реохорда (камеры коробки 12 между разделителями 13 и 14) и воздействует на нластинку 21, в результате чего начинает перемещаться стержень реохорда. Перемещение стержня реохорда относительно цилиндров 5 и 6 -вызывает измененне его двух пневматических сонротивлений в противоположных направлениях, т. е. если левое сопротивление (между цилиндром 5 и стержнем 7) уменьшается, то правое сопротивление (между цилиндром 6 и

стержнем 8,) увеличивается, и наоборот. Суммарное сопротивление реохорда при этом остается неизменным. Перемещение стержня реохорда осуществляется в направлении, обеспечивающем восстановление равновесия пневматического моста, что возможно из-за включения реохорда в вершину моста, т. е. включения его левого и правого сопротивлений в разные плечи моста. При достижении состояния равновесия моста перепад давлений в его выходкой диагонали исчезает и перемещение стержня реохорда прекращается. Таким образом, каждому значению контролируемого параметра соответствует апределенное ноложение стержня реохорда, и следовательно, определенное положение стрелки 24 показывающего устройства моста.

Формула изобретения

Устройство для измерения физико-химических параметров, выполненное в виде пневматического уравновешенного моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет устранения влияния

давления питания на результат измерения, оно снабжено включенным в вершину моста переменным дросселем со средним выводом, который снабжен интегральным исполнительным меха«измом, включенным между Средним выводом и противоположной вершиной моста.