Автоматическая газоаналитическая система Советский патент 1981 года по МПК G01N25/36 G01N25/46 

(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГАЗСАНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

I

Изобретение относится к автоматическому регулированию коэффициентов передач: измерительных каналов аналитических .комплексов, предназначенных для газового анализа, и может применяться в черной и цветной металлургии, а также в других отраслях народного хозяйства.

По основному авт.св. № 623148 известна газоаналитическая система, содержащая пробоотборник, соединенный с блоком газовой очистки, зход которого через электромагнитные вентили, соединенные с блоком управления,связан с поверочными баллонами, газоанализаторы, входы которых соединены с блоком газовой очистки, а выходы подключены к первым входам первых сумматоров соответственно в каждом измерительном канале, регистрирующие приборы, подключенные к выходу первых сумматоров, выход каждого первого сумматора подключен ко вторым входам первых сумматоров измерительных каналов,а один из вторых входов первых сумматоров соединен со своим выходом через первый блок коррекции в каждом измерительном канале, в каждый измерительный канал введен также второй блок коррекции, вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй сумматор, один из входов которого соединен с выходом второго блока коррекции, а два других входа соединены с выходами первых сумматоровизмерительных каналов, блок умножения, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход соединен с третьим входом первого сумматора l Недостатком известной системы является невозможность использования датчиков с нелинейными передаточными характеристиками. А использование их вызывает дополнительные погрепшости при визуальном считывании информации с выходных приборов газоанализаторов и затрудняет переход к унифицирован-i ному выходному сигналу. Простейшие и наиболее удобные датчики Часто характеризуются нелинейной зависимостью между измеряемой переменной и электрическим выхбдным сигналом. Линейные датчики часто оказьгоаются менее чувствительными, более дорогими или менее удобными в эксплуатации, а для измерения некоторых компонент используются датчики только лишь с нелинейными передаточными характеристиками. Линеаризация может способствовать повышению чувствитель ности и точности датчиков благодаря использованию нелинейных участков ха рактеристики, которых обычно избегаю Цель изобретения - повьш1ение точности системы. Указанная цель достигается тем, что в каждый измерительный канал известной системы введен функциональ ный преобразователь, причем выход первого сумматора через функциональный преобразователь связан со входом регистрирующего прибора, а второй вход блока умножения подключен ко входу .функционального преобразователя. Предлагаемое включение позволяет наиболее точно получать результаты измерений, так как в режиме калибров ки корректируются не /только мультипликативные и, аддитивные погрешности первичного измерительного преобразователя и первых сумматоров, но и оши ки самого функционального преобразователя, а также позволяет производить коррекцию ошибки канала изме рения по неинформативным параметрам На фиг.1 представлена блок-схема автоматической газоаналитической системы; на фиг.2 - зеркальное отображение характеристики газоанализа тора. Автоматическая газоаналитическая систёма состоит из пробоотборника I, блока 2 газовой очистки, газоана лизаторов 3 ( соответственно по , количеству измерительных каналов), первых сумматоров 4, функциональных преобразователей 5,регистрирующих приборов 6, блока 7:управления, электромагнитных вентилей 8, поверочных баллонов 9, первых блоков 10 коррекции, вторых блоков 11 коррекции, вторых сумматоров 12 и блоков 13 умножения. В схеме функциональный преобразователь 5 выполняет роль линеаризатора, т.е. он настроен на зеркальное отображение передаточной характеристики газоанализатора 3, как показано на 4иг.2. Если продувают газоанализаторы чистым газом ( ), то на выходе газоанализатора 3 получают выходной электрический сигнал, соответствующий аддитивной погрешности С| , а на выходе сумматора 4 выодной сигнал будет равен К201 - R, где К коэффициент передачи сумматора 4} R - выхрдной сигнал первого блока 10 коррекции. Отсюда на выходе функционального преобразователя 5 будет сигнал C.), не равный нулю. В качестве преобразователя 5 может быть использован любой функциональный преобразователь по постоянному току I кусочно-линейный аппроксиматор, кусочно-квадратный аппроксиматор и т.д.7. Система .работает следующим образом. Анализируемая газовая смесь забирается пробоотборником I и через блок 2 газовой очистки поступает на входы газоанализаторов 3, каждый из которых настроен на измерение своего компонента газовой смеси. Таким образом, если концентрация измеряемого компонента одним из газоанализаторов 3 будет равна х. , а концентрация неизмеряемых компонент Хл, Хл, Хд,...х , то на гвыходе газоанализатора 3 в общем случае мы получим электрический сигнал )4i X +bXi+b,X5-HbiX4-b... -...bf,) (СХ 2. Ху,); где Ь, постоянные коэффициенты , характеризующиеизменение коэффициента передачи газоанализатора 3 в зависимости от концентарции нейзмеряемых компонент; С, С постоянные коэффициенты, характеризующие изменение

5885871

постоянной составляющей газоанализатора 3 в зависимости от концентра ции неизмеряемых s компонент;

К - коэффициент передачи газоанализатора 3; 2

выходной сигнал первого блока 10 коррекции;

коэффициенты влияния неинформативных параметров по смещению,заведенные с выходов функциональных преобразователей 5 других измерительных каналов на вторые входа сумматора 4;

мультипликативные коэффициенты влияния неинформативных парайетров, заведенные с выходов djyHKUHO-, N -. И V bX2tt))й -Ьn-) i л . t Ч + Ъ X 2. в режиме калибровки прекращается подача анализируемой смеси через пробоотборник 1 и от поверочных баллонов 9 с помощью блока 7 управления, открывающего электромагнитные вентили 8, стоящие на выходе поверочных баллонов 9, газоанализаторы 3 продуваются чистым газом, на измерение которого не настроен ни один из газоанализаторов 3, т.е. для всех газоанализаторов 3 } 0. При этом на выхода функционального преобразователя 5 будет сигнал ч - t f (lC) , он поступает на вход первого блока 10 коррекции, в котором сравнивается с нулевым потенциалом, соответствующим концентрации Х 0. В соответствии с. результатом сравнения первый блок 10 коррекции либо вычитает, либо добавляет какое-то значение поправки К в первом суммато.ре 4 с целью подавления величины 4.г (к Q) . Корректировка мультипликативной погрешности, в результате влияния которой изменяется коэффициент передачи газоанализаторов 3,осуществляется следующим образом, Рлок 7 управления подключает такой баллон 9 с поверочной смесью, который имеет концентрацию Х, соответствующую кон

Q - аддитивная погпеш ность газоанализатора J

мультипликативная погрешность газоанализатора.

Полученный сигнал Х( поступает на первый вход первого сумматора 4, на выходе которого возникает сигнал

нальных преобразователей 5 других измерительных каналов на входы второго сумматора I2; С - выходной сигнал второго

блока 11 коррекции. Заранее коэффициенты влияния неинформативных параметров выбираются

таким образом, чтобы С К.,С;

- 1 KiS-2.;

Cj - iС 2.

,в в ; в; в . - в.

ri в,, .

4 мы

Тогда на выходе сумматора получим выходной сигнал (1tY -bX2- b-iX3- ---bh-aXh)K.Kif(XiKlaKihlRKKiCX2t--KiCH-aXh-CXu...Cn -bV2 -1э;Xз+...b,2 X,tC )(X) IqKiMRI .. .- ---Ьи-а к.С цу шкалы газоанализатора 3, при этом сигнал Y2 с выхода первого сумматора 4 будет равен -. ,(х,)„ так как концентрация неизмеряёмых компонент равна 0. а (x)it/x , k.i i Сигнал выхода первого сумматора 4 поступает на вход функционального преобразователя 5, выходной сигнал которого f л + г 1 поступает на вход второго блока 11 коррекции, «„.если при этом оказывается, что значение f (Y) не равно значению напряжения уставки второго блока 11 коррекции, то он вырабатывает управляющий сигнал С такой величины, чтобы выходной сигнал функционального преобразователя 5 соответствовал напряжению уставки второго блока I1 коррекции. Операцйя корректировки

других измерительных каналов производится аналогичным способом, который описан выше, ;

Таким образом, предлагаемая автоматическая газоаналитическая систёма позволяет осуществлять анализ газовых смесей с высокой точностью,при этом использование,функционального преобразователя обеспечивает значительное расширение функциональных возможностей и повьшает ее точность,

Формула изобретения

Автоматическая

газоаналитическая СССР № 623148, система по авт.св.

отли.чающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит в каждом измерительном канапе функциональный преобразователь, причем выход первого сумматор через функциональный преобразовател связан со входом регистрирующего прибора, а второй вход блока умножения подключен ко входу функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 623148, кл. G 01 Н 25/36, (G 01.N25/46, 1977 (прототип).