Устройство для измерения скорости и объема газовыделений Советский патент 1980 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относятся к области из мерения параметров движегшя и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов, сопровождающихся газовыделениями в лабораторных и производственных процессах. Известно устройство для изучения процессов газовыделений, в котором изм рение объема производят путем вытеснения жидкости поступающими газами. По изменению объема жидкости, находящейся в измеритагшной камере, судят об объем газовыделении l . В этом устройстве имеется обязатель ное наличие контакта газа с жидкостью в измерительной камере, что не позволяе использование их для контроля параметро газовыделений длительных процессов изза возможного растворения выделившихся газов в жидкости. Еэлижайишм по технической сутцности является устройство для измерения скорости и объема газовыделения, содержащее измерительную камеру, связанную с преобразователем давления, усилитель, реверсивный двигатель и регистратор. В этом устройстве исключен контакт газа с жидкостью J2. Недостатком такого устройства является невысокая точность измерений вследствие падения чувствительности с уве- пичением объема измерительной камеры по мере измерений, невозможность измерения скорости и количества газовыделений значительных по длительности и интенсивности процессов, невозможность непрерывного отбора газа на анализ. Целью изобретения являетх;я повышение точности. Поставленная цель достигается т&л, что измерительная камера выполнена в виде эластичной J -образой трубки, внутренняя сторона которой сопряжена с двумя роликами, установленньт и с возможностью вращения на концах рычага, закрепленного на валу двигателя, при этом длина рычага выполнена равной диаметру внешней-стороны трубки, причем устройство снабжено преобразова телем угла поворота рычага и связанным с ним измерителем числа оборотов, подключенным к регистратору. На фиг. I представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кривая реального процесса газовыделения; на фиг. 3 - кривая, регистрируемая вторичным прибором. Устройство содержит преобразователь I давления, к которому подключен задатчик 2, измерительную IT -образную камеру переменного объема, выполн ненную в виде эластичной, например ре- зиногой трубки 3, по внутренней стороне которой перекатываются два резиновых ролика 4, полностью пережимая трубку в местах контакта. Ролики закре лены на оси, центр которой кинематичес ки связан с преобразователем 5 угла поворота оси в сигнал дистанционной передачи и с валом реверсивного двигателя 6. Преобразователь 5 подключен к измерителю 7 числа оборотов и регистрирующему прибору 8. Выход преобразователя I давления подключен ко входу электронного усилителя 9, соединенного в свою очередь с обмоткой управления реверсивного электродвигателя 6. Каждый из двух рбликов имеет две степени свободы, вращаясь вокруг своей оси и вокруг друг друга с центром вращения, находящемся в центре оси, на которой они закреплены. Устройство работает следующим образом. Выделяющиеся из зоны реакции газы поступают на вход, преобразователя I давлений и в трубку 3. В результате растет давление в замкнутом объеме, ограниченном с одной стороны преобразователем 1, с другой - одним из двух роликов, пережимающих трубку 3. На выходе преоб зазователя давлений сигнал бу дет отсутствовать до тех пор, пока давление в замкнутом объеме, создавае мое постоянно Поступающими п камеру выделяющимися газами, не станет равным минимальномузаданному значению устанавливаемому заранее запатчиком 2 При отклонении давления в измерительной камере от заданного значения Pij изме няется выходной сигнал преобразователя давлений, который с выхода преобразова- теля поступает на вход электронного уси лителя 9. Усиленный по напряжению и мо ности сигнал п шодит п действие ревер24сивный двигатель 6, вал которого кинематически связан с осью, на которой закреплены ролики 4. При враще ии двигателя вращаются и ролики 4, изменяя объем измерительной камеры. При горизонтальном положении оси роликов оба полностью пережимают трубку в местах контакта, отсекая постоянную дозу газа (заштрихо- вана) в верхней части трубки. Дальнейший поворот оси, на которой расположены ролики, приводит к выбросу газов на анализ или в адиабатический сборник. Таким образом, из изгугерительной камеры при вращении оси с ролика1уш выбрасываются постоянного объема порции газа. При одном обороте вала двигателя происходит отбор газа объемом AV , опре делямым объемом двух, доз, отсетсаемых роликами 4. Отбираемое при этом колнчество газа 0 определяют из соотногде 5- - газовая постоянная; Т - температура газа. В ocHoBj действия устройства заложен принцип 1сомпенсации объемов, при котором вся измерительная схема стремится занять такое положение, что сигнал на выходе преобразователя давлений стремится к нулю. Преобразователь угла поворота оси с закрепленными на ней роликами соединен с измерителем 7 числа оборотов и со вторичным регистрирующим прибором 8. Количество импульсов П , фиксируемое измерителем 7 числа оборотов, связано с количеством Э выделившихся газов соотношением ; 0-k0. На фиг. 3 представлена кривая, регистрируемая вторичным прибором устройства, которая представляет собой пилообразную кривую с постоянной амплитудой, равной . В любой момент времени о скорости газовыделений 5 можно судить по равенству yct)) bt / где &V (t ) - объем газл, COODIOTств; тоший заппииокту NIOмонту промрии t отрезок времени, отсчитываемый от начала действия импульса до заданкой ТОЧ1СИ, скорость газов ыделендй в которой необходимо определить. Значения вел1ики 2iY ( t- ) и t получают из кривой на вторичном приборе (ф.иг.З), Реальную криалто получают путем последовательного сшивания отрезков кривой на вторичном приборе. Если необхоллгмость 3 измерении скорости газовы- делений в любой момент времени отсутствует, то усреднени то скорость газовыделеяий Qcp. определяют по частоте следования ит-лпульсов UJ , В устройстве осушестэлено непрерьгв- Чое измэраниэ параметров газовыделений и непрерывный отбор порпии газа на анали или их сброс в ем7сость постоянного дав ления или в атмосферу. Небольшая вел-ичина измерительной камеры позволяет производить измерения с точностью на 2-3% выша, чем при использовании известного устройстве. Конт ролируемая среда соприкасается только с материалом трубки, поэтому предложен ное устройство применю.го для измерения скорости и объема газовыделений разнообразной агрессивности и то7ссичности. Формула изобретения Устройство для измерения скорости и объема газовыделений, содержащее изме- рительн ю камеру, связанную с преюбраэо- вателем давления, усилитель, реверсивный двигатель и регистратор, о г л и ч а ю щ е е с я тем, что, с пелью повьтшения точности измерений, измерительная камера выполнена в виде эластичной ХГ -образной трубки, внутренняя сторона которой сопряжена с двумя роликами, установленными с возможностью вращения на концаз рычага, закрепленного на валу двигателя, при этом длина рычага равна диаметру внешней стороны трубки, причем устройство снабжено преобразователем угла поворота рычага и связанным с ним измерителем числа оборотов, подключенным к регистратору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 257786, кл. С Об и 7/161, ll.O3.68. 2.Тютюник В. М. и др. Устройство для определения скорости и объема газовыделении, Известия ВУЗов СССР, Химия и химическая технология, 1974. т. 17, № 5, с, 785-787 (прототип).

Газы из зоны реакции

./