Устройство для стабилизации коэффициента передачи газоанализатора Советский патент 1977 года по МПК G05B11/06 G01N25/00 

зователя 3 и пневмоэлектрического преобразователя 5. Выход измерительного преобразователя 3 через усилитель 6 соединен с одним из входов первого блока вычитания 7 и с одним лз входов второго блока вычитания 8. Выход пневмоэлектрического преобразователя 5 соединен с одним входом блока сравнения 9 и со вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с информативным входом регистрирующего блока 10 и со вторым входом второго блока вычитания. Вход второго блока вычитания соединен со вторым входом блока сравнения 9, а выход последнего соединен с управляющими входами усилителя 6 и регистрирующего блока 10.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая газовая смесь, содержащая газовый компонент, на который настроен измерительный преобразователь, с .искомой концентрацией х, поступает через блок очистки смеси во входной газовый тракт измерительного преобразователя 3, куда также непрерывно поступают с выхода газового генератора 4 порции чистого газа (однородных с анализируемым компонентом; форма газовых импульсов может быть любой - колоколообразной, прямоугольной, треугольной), концентрация которых х,- по отношению к анализируемой газовой смеси изменяется по закону }(t). Таким образом, концентрация анализируемого компонента на входе измерительного преобразователя 3 определится как

x,+x,-l(t),

т. е. производится газовая модуляция исследуемого компонента. С учетом вышеизложенного на выходе измерительного преобразователя 3 появится сигнал:

Уш - К + x,-l(t)k, x,-k,+x,k,-f(t),

где 1 - коэффициент передачи измерительного преобразователя 3. Далее, г/1м проходит через усилитель 6, после чего на его выходе получим

2i y,-k,, k.,-k,.,(t),

где kz - коэффициент передачи усилителя 6. Сигнал Zi поступит на входы блоков вычитания 7 и 8, осуществляющих выделение измерительного сигнала и выделение модулирующего сигнала.

Так как давление и объем на выходе газового генератора 4 прямо пропорционально концентрации Xr-f{t}, то электрический сигнал на выходе пневмоэлектрического преобразователя 5 можно представить в виде f,-k,(i),

где ka - коэффициент передачи пневмоэлектрического преобразователя 5. Сигнал /i поступает на первый блок вычитания 7 и блок сравнения 9, после чего блоком 7 будет произведена операция

Q,Z,-f, k,-k,-x, + k,-k,.x,.f{t)-k, (I) ,-x,,-Ц/(/).

Разностный сигнал Qi поступает на вход регистрирующего блока 10. Так как в выражении QI слагаемое (О постоянно, т. е. заранее известны k, k2, ks, Xr-f{t}, то эта постоянная вводится в регистрирующий блок 10, и в дальнейшем вычитается из выражения QI и в результате остается только

Qpe3 kl-k2-Xi.

Сигнал QI кроме того поступает во второй блок вычитания 8, где производится операция вычитания:

P Z,-Q,k,-k,-x, + k,-k,((),-X, ,,-X,f(t).-l(t} :

k,-x,.l(t.

Таким образом, в результате проведенных операций была выделена модуляционная огибающая Р, которая сравнивается в блоке сравнения 9 с исходным модулирующим сигналом /1. Если в результате сравнения окажется, что , то это будет свидетельствовать об изменении коэффициентов ki или kz,

которое повлечет увеличение погрешности измерительного канала (изменение Qpe3

ki.k2-Xi).

Чтобы этого не произошло, блок сравнения 9 в соответствии с величиной неравенства Р

и /1 выдает сигнал на управляющий вход усилителя 6, с целью приведения 2 к заданному значению, так как выражение определяется произведением i и 2, то уход коэффициента ki можно компенсировать соответствующим

изменением kz. Кроме того, управляющий сигнал с блока сравнения 9 поступит также в регистрирующий блок 10, где соответственно изменяет Й2 в запомненной поправке, т. е. происходит непрерывная стабилизация коэффициента передачи измерительного кана.та, и тем самым повышается точность измерений. Вопрос стабилизации коэффициента передачи измерительного канала возникает вследствие неселективности измерительных преобразователей, т. е. это значит, что преобразователи реагируют не только на тот газ, на который они настроены, но и на другие газы, находящиеся в газовой пробе. Поэтому приходится периодически калибровать поверочными смесями измерительные преобразователи, данные этих калибровок (по нескольким характерным точкам градуировочной кривой) вводить в устройство обработки информации, стоящее после измерительного преобразователя.

Предложенное устройство позволяет отказаться от дорогостоящих поверочных смесей, вести непрерывную автоматическую стабилизацию коэффициента передачи измерительного канала.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации коэффициента передачи газоанализатора, содержащее регистрирующий блок и последовательно соединенные блок очистки смеси, подключенный к входному каналу устройства, измерительный преобразователь и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, Б нем установлены газовый генератор, блоки вычитания, блок сравнения и пневмоэлектрический преобразователь, через который газовый генератор, соеднненный с входом измерительного преобразователя, подключен к входам блока сравнении и первого блока вычитания, другой вход которого связан с выходом усилителя, а выход - с входами регистрирующего блока н второго

блока вычитания, другой вход которого соеди;ген с выходом усилителя, а выход - со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с унравляющим входом усилителя и регистрирующего блока.

Р точники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Сб. «Автоматизация-69. Ганс Вайман, «Газоаналитическая система фирмы «Гартман и Браун.

2.Описание устройства и работы системы «КАФЛ-ИНЖИ1-11-1РИНГ, ВНИИАЧЕРМЕТ, Москва, 1968.