Пневматический дифференциальныйпРЕОбРАзОВАТЕль РАСХОдА B дАВлЕНиЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N7/04 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА В ДАВЛЕНИЕ

Изобретение относится к пневмоав томатике и может быть,использовано в системах автоматического контроля и регулирования, в частности в системаЯ газового анализа. Известны устройства для измерени концентрации газовых смесей, реализуга-дие объемно-поглотюгельный мето газового анализа и содержащие специальный узел для дозирования определенного объема газовой смеси, реактор для поглощения определяемого компонента, измеритель объема непоглощенных компонентов и узел управления, выполненные на основе громоз ких электромеханических элементов, что приводит к усложнению конструкции и снижению точности устройства U1. Наиболее близким по технической сущности к изобретений является пне матический дифференциальный преобра зователь расхода в давление, содержащий сравнительный и измерительный каналы, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных дросселя, вентиля, емкости и клапан регулятор давления, установленный на линии входа газа и подключенный своим выходом к входам дросселей сравнительного и измерительного каналов, реактор, включенный между дросселем и вентилем измерительного канала, узел сравнения, вход которого связан с вентилем сравнительного канала, усилитель давления, плюсовой. и минусовой входы которого соединены с вентилями сравнительного и измерительного каналов, ячейку памяти, . первым входом подключенную к выходу усилителя давления, и линии сброса и заданных давлений газа I2j. Недостатком известного устройства является низкая точность преобразо- . вания расхода в давление. Цель изобретения - повышение точности преобразования расхода в давление за счет расширения диапазона чувстг1ительности. Указанная цель достигается тем, что, пневматический дифференциальный преобразователь расхода в давление дополнительно содержит одномембранный элемент, глухая камера которого соединена с линией заданного -давления, расходная камера - с выходом клапана измерительного канала, асопловая камера связана с линией сброса газа, импульсатор с дросселем и самоблокирующее реле, один из входов которого связан с выходом узла сравнения, другой его вход подключен к 5 лходу импульсатора, а выход самоблокирующего реле соединен с управляющими входами клапанов сравнительного и измерительного кангшов, вторым входом ячейки памяти и через дроссель с входом импульсатора, при этом реактор связан с вентилем сравнительного канала. На фиг. 1 представлена блок-схема пневматического дифференциального преобразователя расхода в дабление; на фиг, 2 - график работы преобразователя. Пневматический дифференциальный преобразователь расхода в давление состоит из регулятора давления 1, сравнительного и измерительного каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных дросселя 2 и 3, вентиля 4 и 5, емкости б и 7 и клапана 8 и 9, причем меяоду дроселем 3 и вентилем 5 включен реактор 10, узла сравнения 11, выполненного на основе одномембранно го элемента с дросселем 12, самоблокирукидего реле 13 и импульсатора 14 с дросселем 15, усилителя давления 16, ячейки памяти 17 и одномембранного элемента 18, а также из линий входа и сброса газа и линий заданных давлений Pj , Р , Р jПреобразователь работает следующим образом. .Анализируемый газ поступает по ли НИИ входа на регулятор 1, с помощью которого поддерживается требуемое давление Р газа перед дросселями 2 и 3. Вентили 4 и 5 обеспечивают постоянство давления Pj за этими дросс лями (при этом PJ PJ + Д, где А - перепад давлений на реакторе 10). При настройке обеспечивают равенство сопротивлений дросселей 2 и 3, и объемов емкостей 6 и 7. При этом на дросселях 2 и 3 формируются одинаковые расходам Q анализируемого газа, поступающие соответственно через вен тиль 4, реактор 10 и вентиль 5 в емкости б и 7. В реакторе 10 происходи поглощение одного или нескольких ком понентов анализируемого газа, что приводит к пропорциональному уменьшению расхода газа за реактором так что Q (1 - C)Q (где С - концентра ция поглощенных компонентов). В работе преобразователя в зави.симости от состояния выходного сигнала Р (фиг. 2) характерным являются два чередующихся режима - рабочий пр Р О и подготовительный при Р 1 В подготовительном режиме емкости 6 и 7 через клапан 8, клапан 9 и одномембранныйэлемент 18 сообщаются с линией сброса газа так, что давления РЗ и РЗ в этих емкостях равны соответственно PQ и Р5. В рабочем режиме поступающие в ем,кости 6 и 7 расходы Q и ftприводят , к нарастанию давлений РЗ и РЗ с пропорциональными расходам ft и Qскоростями. Процесс нарастания давлений РЗ и РЗ будет происходить до тех пор, пока давление РЗ не достигнет значения заданного давления . Разность давлений Pj - РЗ при этом оказывается пропорциональной концентрации поглощенных компонентов Р, - Ра- С ftt/V - (РУ-РО), где V --объем.емкости 6 и 7; t - время нарастания давления РЗ от до Р. , Разносить давлений р непрералвно усиливается усилителем 16 до давления стандартного диапазона, усиленное значение этой разности запоминается ячейкой памяти 17 при очередном подготовительюм режиме.. Выход ячейки Р К(РЗ-РЗ) является выходом преобразователя, здесь К - коэффициент усиления усилителя 16. В момент равенства давлений р Р4 происходит срабатывание узла сравнения 11, давление перед дросселем 12 падает до нуля. При этом на выходе самоблокирующего реле 13 появляется сигнал Р t 1 и хотя теперь перед дросселем 12 устанавливается давление Р4 однако состояние сигнала Р не изменится до тех пор, пока выход импульсатора 14 Р не станет равным Pt 0. Такое выполнение преобразователя способствует повьшению точности работы.. С помощью одномембранного элемента 18 осуществляется масштабирование начала диапазона- измерения (соответственно минимальному значению концентрации Cmin настраивают начальное давление Р в емкости 7), что при прочих равных условиях способствует повышению чувствительности, и, следовательно, точности. Использование изобретения обеспечивает повышение точности: погрешность не превышает +2,5% на шкалах 10% и более с цикличностью около 40 с. формула изобретения Пневматический дифференциальный преобрч13ователь расхода в давление, содержащий сравнительный и измерительный каналы, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных дросселя, вентиля, емкости и клапайа, регулятор давления, установленный на линии входа газа и подк вочениый своим выходом к входам дросселей сравнительного и измерительного каналов, реактор; включенный между дросселем и вентилем измерительного кансша, узел сравнения, вход которого связан с вентилем сравнительного канала, усилитель давления, плюсовой

и минусовой входы которого соединены с вентилями сравнительного и измерительного каналс.з, ячейку памяти первым входом подключенную к выходу усилителя давления, и линии сброса и заданных давлений газа, о т л и чающийся тем,.что, с целью повышения точности преобразования, за счет расширения диапазона чувствительности, он дополнительно содержит одномембранный элемент, глухая камера которого соединена с линией заданного давления, расходная камера-с выходом клапана измерительного канала, а сопловая камера связана с линией сброса газа,, импульсатор с дросселем и самоблокируюцее реле.

один из входов которого связан с выходом узла сравнения, другой, его вход подключен к выходу импульсатора, а выхоц самоблокирующего реле соединен с управляющими входами клапанов сравJ нительного и измерительного каналов, вторым входом ячейки памяти и через дроссель с входом импульсатора, при этом реактор связан с вентилем сравнительного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 № 634175, кл. G 01 N 7/00, 1977.

сброс