Пневматический газоанализатор Советский патент 1981 года по МПК G01N7/10 

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено для автоматического анализа состава газовых смесей, например, в химической промышленности. Известен автоматический га зоанализатор, содержащий стабилизированные источники анализируемого и срав1нительного газа, устройство выравни,вания температуры гааов, ламинарные ,и турбулентные дроссели для каждого ,газа, струйные усилители, согласуюгций дроссель и вторичный п;}ибор. При работе устройства анализируемый и сравнительный газы пропускаются чере соответствующие ламинарные и турбулентные дроссели, а давление после ламинарных дросселей суммируются при помощи согласующего дросселя в линии вертируясь при помощи инвертирующе.го усилителя ij. Недостатком этого устройства является низкая точность анализа, обус ловленная низкой точностью дроссельного сумматора, образованного согла сующим дросселем и дросселем в линии ансшизируемого газа и имеющего нелинейную характеристику. Вследствие эт го нельзя с большей точностью осущес вить суммирование выходного давления инверсного усилителя, давления после ламинарного дросселя в цепи анализируемого газа, что снижает точность анализа. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Пневматической газоанализатор, содержащий стабилизированные источники анализируемого и сравнительного газа, устройство выравнивания температуры газов, турбулентные и ламинарные дроссели в линии каждого газа, вторичный прибор и трехмембранный элемент (нуль-индикатор), входы которого соединены с выходами, ламинарных дросселей, при этом турбулентный дроссель в линии сравнительного газа выполнен в виде сопла, управляемого, являющимся жестким центром мембранного блока трехмембранного элемента, заслонкой, которая служит элементом управления, вторым соплом, вход которого соединен со входом вторичного прибора и через переменный дроссель с линией давления источника rasaC J. При работе анализируемый и сравнительный газы от стабилизированных источников пропускают через устройство выравнивания температуры, а затем через дроссели. При изменении в аналиэируемом газе концентрации одного из компонентов изменяется его вязкост и плотность и давление после ламинар ного дросселя в линии ангьпиэируемого газа. При этом на центргшьной мембра не трехмембранного элемента устанав.ливается перепад давления, мембранг ный блок начинает перемещаться, из- . меняя положение эаслонки относительно, сопел, и, соответственно, проводимость турбулентного дросселя в линии сравнительного газа и пропускную сп собность второго сопла. При уменьшении пропускной способности сопел изменяется давление перед турбулентным дросселем в линии сравнительного газа и перед вторым : соплом. Мембранный блок устанавливается в такое положение, при котором давления перед турбулентными дросселями равны (т.е. схема находит ся в равновесий) . При этом давление перед вторым соплом и соответственно на входе вторичного прибора пропорционсшьно концентрации измеряемого компонента газа. Недостатком устройства является низкая точность и большая сложность. Низкая точность обусловлена тем, что параллельность заслонки и торцовых поверхностей сопел в процессе ра боты может нарушаться вследствие перекосов мембранного блока. При этом приходной и той же пропускной способ ности сопла в линии сравнительного .газа, определяемой составом анализируемого газа, может соответствоват .различная пропускаемая спосбность вт рого сопла , соответственно, различ ное давление воздуха на входе вторичного прибора. Кроме того, на вели чину давления воздуха перед вторичны прибором оказывают влияние колебания давления исследуемого и сравнительного газов, что также вносит .погреш ность в процессе измерения. Сложност конструкции обусловлена наличием бол шого количества механических регулят poв. Цель изобретения - повышение точности и упрсяцение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в известный газоанализатор, содержащий стабилизированные источники аналиэируемог9 и сравнительного газов, устройство выравнивания температуры газов, ламинарные и турбулентные дроссели в линии каждого газа, трехмембранный элемент и вторичныА прибор, дополнительно введены повторитель в линии сравнительного газа, верхняя камера которого соединена с выходом трехмембранного эле мента и входом вторичного прибора, сопловая камера - с выходом ламинарного дросселя, а сопло повторителя со входом турбулентного дросселя. Такое конструкти вное выполнение газоанализатора позволяет повысить точность за счет созданной возможности приведения схемы в равновесие и получения сигнала пропорционального концентрации измеряемого компонента газа изменением перепада на ламинарном дросселе в отличие от известного устройства, где это осуществля ется изменением пропускной способности турбулентного дросселя и второго сопла,управляемых общей засклонкой. При этом турбулентный дроссель в лини15, сравнительного газа может быть выполнен неуправляекым, а второе сопло мохсет быть исключено, что приводит к упрощению конструкции газоанализатора. На чертеже приведена схема газоанализатора. Газоанализатор содержит стабилизированные источники 1 и 2 сравнительного и днализируемого соответственно,подключенные ко входам устройстра 3 выравнивания температуры газов, выходы которого подключены ко входам ламинарных дросселей 4,5 (в линии анализируемого газа-дроссель 4 и в линии сравнительного газа - дроссель S), выход ламинарного дросселя 4 соединен со входом турбулентного дросселя 6 в линии анализируемого газа и отрицательной камерой трехмембранного элемента 7. Выход ламинарного дросселя 5 соединен с сопловой камерой повторителя 8, верхняя камера которого соединена с выходом трехмембранного элеккнта 7 и входом вторичнохчэ прибора 9, а сопло - со входом турбулентного дросселя 10 в линии сравнительного газа и положительной камерой трехмембранного элемента 7. Выходы турбулентных дросселей связаны с атмосферой. Газоанализатор работает следующим образом. Аанализируе1 шй и сравнительный газы от стабилизированных источников 1 и 2 проходят через устройство 3 выравнивания температур, а затем анализируемый газ через ламинарный дроссель 4 и турбулентный дроссель 6, а сравнительный газ черкез дроссель 5, сопло повторителя 8 и турбулентный дроссель 10. При изменении в ангшизируемом газе концентрации одного из , компонентов изменяется его вязкость и плотность и, соответственно, его расход через дроссели. При этом из- меняется давление перед турбулентным дросселем б и происходит рассогласование трехмембранного элемента 7, его выходной сигнал начинает изменяться, изменяя давление после ламинариого дросселя 5 и, соответственно, расход сравнительного газа через него, что приводит к изменению давления перед турбулентным дросселем ,10. Схема устанавливает f в равновесии, когда уравнивгиот