Устройство для измерения параметров газа Советский патент 1982 года по МПК G01N7/00 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в системах аналитического контроля и управления в качест|Ве датчика, например, плотности, вязкости или состава газовых смесей.

Известен газовый плотномер эффузионного типа, выполненный на элементах УСЭППА С1.

Недостатками этого плотномера являются сложная конструкция и ограниченная точность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстве для измерения параметров газа, содержащее каналы эталонного и измеряемого газов, в каждом из которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовой дроссельный делитель, связанный с линией сброса соответствующего канала, регулятор давления, плюсовой вход которого подключен к линии заГАЗА

данного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного делителя, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с глухой, расходной и сопловой камерами и выходной узел 2.

Однако у известного устройства низкая точность, обусловленная наличием элементов с ограниченной надежностью.

10

Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигаетйя тем,

ts что выход регулятора подключен к глухой камере повторителя, расходная камера которого соединена с выходами ограничительных дросселей обоих каналов, а выходной узел выполнен

20 в виде операционного усилителя с линейным дросселем, при этом выходы дроссельных делителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены соответственно К плюсовому и минусовому входам усилителя, выход которого через линейный дроссель связан со своим минусовым входом. На чертеже представлена блок-схем устройства для измерения параметров газа. Устройство состоит из ограничител ных дросселей 1 и 2, повторителя дав ления 3, двухвходовых дроссельных делителей t и 5 установленных в канале эталонного газа, двухвходовых дроссельных делителей 6 и 7, установ ленных в канале измеряемого газа, регулятора давления 8, операционного усилителя 9 и линейного дросселя 10, образующих выходной узел, а также линий входа и сброс.а эталонного и измеряемого газа в линии заданного давления Р . Устройство может быть собрано из серийных элементов УСЭППА. Так, напр мер, регулятор 8 может быть выполнен на основе пятимембраиного сумматора типа П2ЭС.З, охваченного единичной инерционной положительной обратной связью, образованной звеном дроссель объем. Аналогично может быть реализован усилитель 9. В качестве линейного дросселя 10 может быть использован квазилинейный дроссель. Дроссельные делители k, 5 и. 6, 7 в зависимости от измеряемого параметра, на пример, плотности или вязкости должны быть ламинарно-турбулентными или турбулентно-ламинарными, причем при настройке должно быть обеспечено равенство соответствующих сопротивлений Рд. Rf, t S t Устройство работает следующим образом. Эталонный и измеряемый газ из линий входа непрерывно поступает через ограничительные дроссели 1 и 2 и далее через расходную и сопловую камеры повторителя 3, с одной стороны, и через делители i, 5 и 6, 7, с другой стороны, в линии сброса. При это давления Р, Р на входах делителей ,5 и 6 7 согласно принципу действия повторителя 3 оказываются равными давлению Р на выходе регулятоРегулятор 8 ра 8, т.е. Р Р Р( воздействуя на давление поддерКивает давление Р, на выходе делителей 6, 7 на уровне заданного давления РО, тем самым обеспечивая постоянство расхода QM QM epeз дроссели делителей 6, 7. Аналогично усилитель 9 путем изменения расхода Q через дроссель 10 поддерживает давление РЗ на уровне Р РО , что обеспечивает постоянство суммарного расхода Qg Q0 + Q через дроссель А дроссельного делителя -5 и дроссель 9. Пусть, например, в некоторый момент времени измеряемый параметр измеряемого газа П начинает увеличиваться. При постоянном расходе Q| это приводит к увеличению давления Рц . Регулятор 8, стремясь сохранить давление Р на прежнем уровне, начнет уменьшать давление Р) Р.и, следовательно, расход Qj . Уменьшение давРЗ приводит также к уменьшению расхода Q и давления Р . Теперь уже усилитель 9, стремясь .сохранить давления Рд на прежнем уровне, должен будет увеличить давление Р на такую величину, чтобы расход Q скомпенсировал уменьшение расхода Qj. Таким образом, изменение параметра Пу, в конечном счете, оказывается пропорциональным изменению давления Р выходного сигнала устройства, т.е. Р - РО К(Пи- П), где К коэффициент пропорциональности; параметр эталонного газа, в качестве которого может быть использован, например, кипоаский воздух. Поскольку регулятор 8 и усилитель 9 обладают высокой точностью, а величина соотношения быть установлена в процессе настройки достаточно большой, то чувствительность устройства и связанная с ней точность измерения параметра может быть достаточно высокой. Повышение точности устройства происходит, во-первых, за счет более высокой точности обеспечения равенства давлении торое в устройстве отрабатывается в расходной камере одного, общего для дросселей 1 и 2, повторителя 3, и, во-вторых, за счет применения в качестве выходного устройства операционного усилителя 9 с линейным дросселем 10, обеспечивающих компенсационный принцип измерения. Применение изобретения в промышленности позволяет получить значительный экономический эффект за счет повышения точности определения параметров в технологических газах химических, нефтехимических и др. производств. Формула изобретения Устройство для измерения параметров газа, содержащее каналы эталонно го и измеряемого газов, в каждом из которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовои дроссельный делитель, связанный .с линией сброса соответствующего ка„а.а. регуля орда ле;:, (-1АПЛ п л .«. . « ™„„и заданного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного делите ля, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с глухой, расходной и сопловой камерами.и выходной узел, отличающееся тем, что, с целью повы, шения точности измерения и упрощения конструкции, выход регулятора давления подключен к глухой камере пбвто594ригеля давления, расходная камера которого соединена с выходами ограничительных дросселей обоих каналов а выходной узел выполнен в виде oneрационного усилителя..с линейным дросселем, при этом выходы дроссельных делителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены соответственно к плюсовому и минусовому вхоаи™ ГТ.ЛорГ УГИПМТлпа г,..,- ли„вй,й «РОС е Г язТиТ«„у „11 ВХОДОМ усилителя. Источники и «t opмaции. принятые во внимание при экспертизе 1. Кузнецов В. И. и др. Пневмати ескии датчик состава и свойств г1зов Трудь, совещания. Часть 1, НИИТЭХИм 9 4 87 Г° ° свидетельство СССР 58738, кл. G 01 N 9/2,6, 1970.