Акустический газоанализатор Советский патент 1978 года по МПК G01N29/00 

(54) АКУСТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к устройствам для определения концентрации промышленных газов и может быть применено в химической, металлургической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известен звуковой газоанализатор для определения концентрации промышленных газов, содержашдий акустические преобразователи, звукопроводы, рабочую камеру, побудитель расхода газа и электронную схему tl

Недостатком данного газоанализ.атора является низкая эффективность температурной компенсации в идароком диапазоне температур.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является акустический газоанализатор, содержащий измерительный канал с последовательно соединенными акустическим преобразователем, звукопроводом, побудителем расхода газа, рабочей камерой и фильтром, эталонный канал, включающий преобразователь, эвукопровод и рабочую камеру, генератор электрических импульсов и формирующие каскады, соединенные с акустическими преобразователями и триггерами, подключенными к выходному устройству 21.

В эталонном канале газоанализатора для получения информации о температуре анализируемого газа используется временной интервал между отраженньпv и от начала и конца рабочей камеры импульсами, что требует специального узла для выравнивания их по амплитуде. Звукопровод и рабочая камера эталонного канала выполнены из труб различных диаметров с целью получения двух отраженных импульсов. Поэтому для исключения попадания в нее анализируемого газа при наличии высоких температур соединение труб выполняется герметичным, что усложняет конструкцию и снижает ее надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности акустического газоанализатора.

Эта цель достигается тем, что звукопровод и рабочая камера эталонного канала выполнены как одно целое в виде трубы постоянного диаметра, при этом выход триггера измерительного канала соединен с помощью дифференцирующей цепи со счетным входом триггера эталонного канала.

На чертеже схематически изображено устройство акустического газоанализатора и его временная диаграмма.

Акустический газоанализатор сое-т.оит из измерительного и эталонного каналов и содержит акустические преобразователи 1 и 2, звукопровод 3, штуцер 4, рабочую камеру 5, фильтр 6, трубу 7 с эталонным газом, выполняющую функции звукопровода и рабочей камеры эталонного канала, побудитель 8 расхода газа, генератор 9 электрических импульсов, формирующие каскады 10 И 11, триггеры 12 и 13, дифференцируюс1ую цепь 14 и выходное устройство 15.

Измерительный какал выдает информацию о температуре и концентрации анализируемого газа и работает следующим образом.

Через фильтр б, рабочую камеру 5 и штуцер 4 непрерывно просасывается с помощью побудителя расхода 8 анализируемый газ. Электрический импульс с генератора 9 поступает на преобразователь 1 и вход триггера 12, ставя его в исходное состояние, при котором напряжение на его выходе равно нулю. Излучаемый акустическим преобразователем 1 зондирующий импульс по звукопроводу 3 поступает э рабочую : камеру 5 и, отражаясь от ее начала и конца, возвращается на преобразователь 1 , С него электрические импульсы (а) поступают на формирующий каскад 10, где усиливаются по амплитуде и преобразуются в короткие по длительности импульсы (в). Первый отраженный импульс включает триггер 12, второй - выключает. Передний фронт импул са (д), появившегося на выходе триггера 12, дифференцируется цепью 14 и в виде импульса (е) поступает на вход триггера 13, вызывая его включение. Эталонный канал газоанализатора выдает информацию о температуре анализируемого газа и работает следующим образом.

Электрический импульс с генератора 9 поступает на акустический преобразователь 2 и вход триггера .13, ставя его в исходное состояние, при котором напряжение на его выходе равно нулю. Излучаемый преобразователем 2 зондирующий иппульс поступает

в трубу 7, в которой t axoяитcя эталонная среда, например воздух. Отраженный от конца трубы 7 импульс возвращается на преобразователь 2. С преобразователя импульс поступает на формируклдий каскад 11 , усиливается по амплитуде и преобразуется в короткий по длительности импульс (г). Этот импульс поступает на вход триггера 13 и выключает его. В результате на его выходе появляется полностью сформированный импульс (ж).

Температурная компенсация ошибки измерения с применением операций вычитания и деления сигналов, поступающих с выходов триггеров 12 и 13 и последующее преобразование информации о концентрации анализируемого газа в выходной сигнал, имеющий форму, удобную для регистрации, осуществляется в выходном устройстве 15.

Формула изобретения

Акустический газоанализатор, содержащий измеЕЬительный канал с последовательно соединенными акустически преобразователем, звукопроводом, побудителем расхода газа, рабочей камерой и фильтром, эталонный канал, включающий акустический преобразователь, звукопровод и рабочую камеру, генератор электрических импульсов и формирующие каскады, соединенные с акустическими преобразователями и триггерами, подключенными к выходному устройству, отлич ающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, звукопровод и рабочая камера эталонного канала выполнены как одно целое в виде трубы постоянного диаметра, при этом выход триггера измерительного канала соединен с помощью дифференцирующей цепи со счетным входом триггера эталонного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Контрольно-измерительные приборы. Л., Химия, 1973, с. 34-38.