Прибор для определения содержания газа в исследуемом веществе Советский патент 1979 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к опредепеншо содержания газа в исследуемом веществе Контроль за газосодержанием вешества, в частности воды, которая часто применяется в качестве модельной жидкости, представляет актуальную проблему при проведении гидравлических испытаний изделий на проливочных стендах. В процессе проведения испытаний на гидропроливных стендах осуществляется комплексный контроль качества технологических процессов: механической обработки (геометрические размеры, чистота поверхности и т. п.), а также сборочных операций (качество пайки, сварки и т. д.) По результатам гидравлических испытаний получают данные для проведения регулиро ки узлов, агрегатов или последующих доработок изделия. Известен прибор, используемый для контроля содержш1ия газа в жидкостях, который содержит камеру сжатия и поршень l. В камеру сжатия наливается определенный объем исследуемой жидкости. Поршень перемещается, в результате чего сжимается объем жидкости. Находящийся в этой жидкости свободный газ сжиьдается, в результате чего поршень перемещается на величину, пропорциональную количеству сжатого газа. По измеренной величине перемещения поршня определяется объем газа и, зная давление, создаваемое порщнем, рассчитывается количество воздуха, находящегося в жидкости, К основным недостаткам этого прибора следует отнести низкую точность, которая объясняется утечками в паре поршень - цилиндр, растворением части свободного газа в исследуемой жидкости при создании избыточного давления и т. п. Кроме того, эти приборы не учитывают растворенный газ, находящийся в жидкости до ее сжатия поршнем, и не могут применяться для оперативного контроля Nffiлых газосодержаний жидкостей, используемых в гидропроливных стендах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетс прибор для определения и измерения содержания газа в исследуемом веществе, который состоит из основной емкости, до полнительной, установленной над основной К нижней крышке основной емкости крепится электрический мотор мешалки и кар кас прибора. Основная и дополнительная емкости сообшаются между собой с помощью запорного органа. Дополнительная ёмкость снабже{Ш устройством для созда ния давления и прибором для измерения давления 2. Это устройство работает следующим образом. Проба твердого вещества укладывается в основную емкость и закрывается верхней крышкой. Основная емкость частично заполняется водой. Приводится в действие мешалка. После размельчения пробы твердого вешества в основной емкости открывается запорный орган, сообщающий основную и дополнительную емкости. Поскольку известны объемы прибора, пробы и залитой жидкости, то по изменению показания прибора, измеряющего давление, определ5пот содержание газа в пробе. . К основным недостаткам этого прибора следует отнести низкую точность измерения, иа-ва чего невозможно использовать его для определения малых газосодержаний проливочных жидкостей. Низкая точность измерения прибора объясняется отсутствием контроля температуры в воздушной подушке прибора, не учитывается значение парциального давления паров воды, не весь воздух, вы делявшийся из образца, выходит из воды в воздушную подушку прибора при атмос ферном давлении, все эти недостатки не позволяют получить точные результаты измерения и использовать этот прибор при определении малого газосодержания проливочных жидкостей. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет возможности определения прибором малого коли чества газа в исследуемом веществе. Указанная цель достигается тем, что в известном приборе, имеющем основную емкость и дополнительную емкость, уста новленную над основной и соединенную с ней при помоши запориого органа, и устройство для измерения температуры и давления, дополнительная екосость сна жена первичным преобразователем впаж ости, закрепленным в верхней его части. рибор снабжен также системой вакуумк- рования. Изобретение поясняется чертежом. Прибор, например, для определения содержания Воздуха в Воде, состоит из основной емкости 1, в средней части которой имеется два смотровых окошка 2,на одном из них нанесена шкала с рисками, двух установленные на ней термометров 3 и 4 сопротивления. Термометр 3 служит для измерения температуры жидкости, а термометр 4 - для измерения температуры в воздушной подушке прибора. Кран 5 служит для заливки исследуемой жидкости. Вентиль 6 сообщает основную емкость прибора с вакуумным насосом. В верхней части основной емкости 1 прибора Выполнена дополнительная емкость 7, в которую устанавливают первичный преобразователь 8 влажности (например, преобразователь относительной влажности воздуха пьезосорбционный типа ДОВП-1, соединенный с показывающим прибором вольтметром постоянного тока типа М 106), а также установлен образцовый вакуумметр 9. Дополнительная емкость 7 соедннон с основной емкостью 1 краном Ю, а с вакуумным насосом - вент111лем i 5. Кмк 12 служит для Сообщения основной вдглссти прибора о атмосферой при сливе нс« пользованной жидкости из прибора по™ мощью крана 13. Прибор устававливаетсг; на каркас 14. Перпендикулярность уста новки прибора контролируется по отвесу 15. Для уменьшения количества жидкости, оставшейся на стенках прибора, после слива ее из основной емкости 1 внутренная поверхность стенок шлифуется, а ниж нее днише емиэсти прибора вьтопН5гется коническим. Для ускорения газовыделення из отбираемой пробы жидкости ее пропускают через распылитель 16, состояштгй из пробки, ввернутой в боковую сггенку основной емкости, с двенадцатью отверстия ми диаметра 0,5 мм. Прибор работает следующим образом. Краны 5, 10, 12 и 13 и вентили С и 11 закрывают. Затем включают вакуумный насос, открывают вентдаь 11 и соединяют- емкость первичного преобразователя с Вакуумным насосом. После того, как показывающий прибор первичного преобразователя покажет ноль влажности, вентиль 11 закрывают и открывают вев- типь 6, соединяя основную емкость с вакуумным насосом. По достижении нужной степени разрежения (3-4 мм рт. ст.) в емкости прибора открывают кран 1О. Если величина разрежения в емкости прибора уменьшается до недопустимого значения (бйяьше 5 мм рт. ст.), то продолжают вакуумировать емкость прибора и пер вичного преобразователя до нужной степени разрежения, затем закрывают венТ1 пь 6 и Выключают вакуумный насос. ЕСЛИ величина разрежения в емкости при бора остается без изменения, то закрывают вентиль б и выключают вакуумный насос. Фиксируют CTeneiib разрежения в емкости прибора по образцовому вакуумметру 9, температуру - по теркетметрам 3 и 4 сопротивления, влажность - по показанию прибора, измеряющего относительную влажность. Выходной сигнал первичного преобразователя относительной влаж ности 0-10 В измеряется вольтметром постоянного тока типа М 1О6. По градуи ровочной характеристике преобразователя осуществляют перевод единиц напряжения ПОСТО5ШНОГО тока в единицы.относитепькой влажности, при измерении температуры в емкости прибора после термометров 3 и 4, Измерив температуру и относительную Влажность Воздуха в воздушной подушке прибора, располагая значениями давления насыщенных паров воды при этой температуре (табличные данные), нахок т величину парциального давления паров воды. Затем, зная барометрическое давление, полное давление в Ьоздушной подушке прибора (по вакуумметру), а также парциальное давление паров водьт, находят давление Воздуха, оставшегося в воздушной подушке прибора Р(после окончания , ЙОЗ.НОЧ. вакуумирования). Открывают кран 5 и отбирают объем . жидкости до нужной риски смотрового окошка 2. Для ускорения выделения пузырьков газа из испытываемой жидкости прибор слегка встряхивают, возможно применение различного рода магнитных мешалок. Убедившись, что залитая в прибор жидкость стала прозрачной (нет выделяющихся из нее пузырьков) и что стрелка вакуумметра больше не отклоняется, фиксируют конечное давление в емкости прибора по образцовому вакуумметру 9, влаж- ность воздуха в воздушной подушке прибора - по показаниям прибора, измеряющего относительлую влажность, объем залиТОЙ жидкости - по рискам смотрового окошка 2 и тектературу залитой жтгдкости - по показаниям термометра 3 сопротивления. Определяют давление воздуха в воздушной Е после частичного заполнения исследуемой жидкостью ос.новной емкости прибора аналогично определению ,Открывают кран 12, сообщают e ffiocIь прибора с атмосферой, затем, открыв кран 13, сливают жидкость из основной емкости прибора. Располагая значениякш 1 о1нач« fspiKOHПОЛНОГО объема прибора и объема залитой жидкости, расчетным путем определяют количество воздуха, оставшегося в вакуумированной емкости прибора до частичного заполнения его основной емкости жидкостью (QHCM) и количество воздуха, находящегосяВ воздушной подушке прибора после частичного заполнения исследуемой жидкостью его основной емкости ( затем количество выделившегося воздуха. Предложенный прибор тлшерсален, он может работать не тольхот под вакуз-мом, но и при атмосферном давлении с теркюстатированием. Наличие первичного преобразователя влажности в приборе для определения содержания газа в исследуемом веществе, например при определенш содержания воздуха в Воде, позволит повысить точность определения выделившегося из воды воздуха в 1,5-2,0 раза, а использование системы Вакуумирования емкостей прибора расширит область его применения. Таким образом, применение прибора для определения содержания, воздуха в воде позволит установить допустимые нормы содержания Воздуха в воде, в результате чего при проведении гидравлических испытаний уменьшаются как пульсации давления, так и разброс результатов испытаний. Кроме того, повышает точность настройки узлов и агрегатов двигателей, гидроавтоматикй и топливной аппаратуры. Формула изобретения 1. Прибор для определения содержания аза .в исследуемом- веществе, содержаий основную емкость, дополнительную мкость, установленную над основной и оединенную с ней при помощи запорного ргана, и устройство для измерения дав-