Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей Советский патент 1982 года по МПК G01N27/16 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ ГАЗОВЫХ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ

1

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано при термохимических методах анализа для измерения концентраций компонентов горючих смесей в процессах получения бензинов и снижения газа на нефтеперерабатывающих и других предприятиях.

Известно устройство для измерения концентраций компонентов горючих смесей, содержащее термофильтр с регулятором температуры и установленный за ним датчик измеряемого компонента со стабилизатором. температуры 1 .

Однако это устройство не обладает достаточной точностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей, содержащее последовательно включенные смеситель, термофильтр с регулятором температуры, датчик со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором.

температуры термофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газовой горючей смеси со стабилизатором температуры 2 .

Недостатком известного устройства является то, что в нем не устранена ошибка измерения, обусловленная значительными изменениями соотношения измеряемого и мешающего газов. Кроме того, повышение температуры катализаtoтора термофильтра с целью поддержания постоянной концентрации мешающего газа на выходе термофильтра приводит к частичному окислению измеряемого газа и, следовательно, к увеличению

IS ошибки измерения.

Цель изобретения - повьшхение точности измерения концентрации анализируемого компонента газовой горючей смеси.

Указанная цель достигается тем, что

20 устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей, содержащее последовательно включенные смеситель, терыофильтр с регуляторомj,температуры, датчик концентрации выжженного термофильтром газа со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором температуры термофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газа со стабилизатором температуры, снабжено дополни тельным датчиком для измерения концентрацин выжигаемого термофильтром Таза, установленньпу на входе тepмoфиль тра, стабилизатором температуры дополнительного датчика, корректирующим зве ном и линией задержки, причем электрический выход дополнительного датчика через корректирующее звено связан с электрическим выходом датчика концентрации измеряемого компонента газа и через линию задержки - со входом регулятора температуры термофильтра. Установка на входе термофилвьтра дополнительного датчика концентрации мешающих газов со стабилизатором температуры и соединение его через линию задержки со входом регулятора температуры термофильтра и через корректирующе звено с выходом датчика измеряемого компонента позволяет исключить влияние изменения соотнощения измеряемого и выжигаем1ого в термофильтре газов на активность (температуру) катализатора термофильтра, что повышает точность измерения концентрации анализируемого компонента. На чертеже представлена схема устройства. Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесе содержит смеситель 1, датчик 2 концентрации выжигаемых (мешающих) газов со стабилизатором 3 техлпературы, показывающим прибором 4, линией 5 задер жки, и корректирующим звеном 6, состо ящим из масштабного делителя и линии задержки, термофильтр 7 с регулятором 8 е.го температуры, холодильник-осушитель 9, датчик Ю концентрации выжжен ного газа на выходе из термофильтра 7 со стабилизатором 11 температуры, датчик 12 концентрации измеряемого компонента газовой смеси со стабилизатором 13 температуры и показывающим прибором 14, а также по.будитель 15 расхода. Смеситель 1, датчик 2, термофильтр 7, холодильник-осушитель 9, датчики 10 и 12, побудитель 15 расхода соединены последовательно с помощью пнев матических линий. Датчики 2, 1О и 12 электрически связаны с измерительныМИ приборами 4, 14 и стабилизаторами 3, 11 и 13 температуры, термофильтр 7 - с регулятором 8 егсУ температуры. Выход датчика 2 через линию 5 задерж- ки и выход датчика 10 соединены электрически со входом регулятора 8 температуры термофильтра 7, а выход датчика 2 через корректирующее звено 6 соединен электрически с датчиком 12 измеряемого компонента. Устройство работает следующим образом. Анализируемую смесь горючих газов подают в смеситель 1, где разбавляют воздухом или кислородом таким образом, чтобы окислителя в смеси было с избытком, после чего поддерживают постоянными расходы смеси горючих газов и воздуха или кислорода. Полученную смесь пропускают через, пневматическую линию устройства - датчик 2, термофильтр 7, холодильник-осушитель 9, датчики 10 и 12. Побудитель 15 расхода служит для принудительной подачи анализируемой смеси в пневмомагистраль устройства. Температура начала окисления различных газов не одинакова, а интенсивность горения возрастает с повышением температуры. Датчик 2 настроен на такой температурный режим, при котором он измеряет концентрацию газа (или суммы газов), температура окисления которых ниже температуры окисления измеряемого газа. Температура.термо-, фильтра 7 выбрана так, что он выжигает газ, -мешающий измерению, т.е. газ, измеряемый датчиком 2. При этом, если состав ката/1изаторов датчика 2 и термофильтра 7 одинаков, то и температуры их в рабочем состоянии будут близкими. Температурный режим датчика 10 выбран так, что датчик измеряет концентрацию невыжженного мешающего газа после прохождения им термофильтра 7. Температуры в камерах датчиков 2 и 10 одинаковы. Температурный режим датчика 12 настроен так, что датчик 12 определяет концентрацию измеряемого компонента газовой смеси с последующей индикахшей этой концентрации прибором 14. При увеличении кондеш-рации мешающего газа в смеси термофильтр 7 не успевает выжигать его полностью, часть мешающего газа поступает в датчик Ю. С одной стороны увеличивается ошибка измерения на датчике 12, с другой на определяющем недожог датчике 1О увеличивается выходной сигнал, повыщагощий через регулятор 8 текшературу термофильтра 7 щю более полного выжигания мешающего газа. Это приводит к частичному окислению измеряемого газа и, следовательно, к увеличению ошибки измерения.

В предлагаемом устройстве увеличение концентрации невыжжённого мешающего намерению газа не увеличивает ошибку измерения- Это достигается тем, что введенный дополнительно датчик 2 определяет концентрацию мешаюшего газа в смеси и через линию 5 задержки подает сигнал на регулятор 8 температуры термофильтра 7, чтобаы компенси{ровать ту часть выходного сигнала датчика 10, которая возникла за счет увеличения концентрации невыжжённого мешающего газа на выходе термофильтра 7. Таким образом, сигнал, управляющий нагревом термофильтра 7, остается прежним, температура (активность) катализатора также остается постоянной.

Увеличение влияния невыжжённого мешающего газа на измерительный датчик 12 компенсируется тем, что часть выходного сигнала датчика 2 через корректирующее звено 6 подается на измерительный датчик 12 для корректировки его показаний. Линия 5 задержки между датчиком 2 и регулятором 8 температуры термофильтра 7 необходима для того чтобвы синхронизировать сигналы, поступающие на регулятор 8 температуры термофильтра 7 с датчика 2, измеряюще. го концентрациюмешающих газов, и ; датчика 10 концентрации выжженного газа. Время задержки выходного сигнал датчика 2 определяется временем прохождения анализируемой смеси от датчика 2 до датчика 12.

Измерительный прибор 4 дает дополнительную информацию о величине концентрации мещаюшего газа на входе термофильтра 7.

Использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить погрешность измерения на 3%, общая ошибка измерения снижается при этом до 7 об.%. Таким образом, точность измерения кон- i центраций горючих газов повышается.

Повышение точности измерения позволяет повысить качество и количество получаемый при переработке продуктов, например бензина и сжиженных газов на нефтеперерабатывакяцих заводах.

Формула изобретения

Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей, содержащее последовательно вклк ченные смеситель, термофильтр с регулятором температуры, датчик концентрации Еыжженного термофилыгром газа со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором температуры термофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газовой горючей смеси со стабилизатором температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения

концентрации анализируемого компонента газовой горючей смеси, оно снабжено дополнительным датчиком для измерения концентразрга выжигаемого термофильтром газа, установленным на входе термофильтра, стабилизатором температуры дополнительного датчика, корректирующим звеном и линией задержки, причем электрический выход допотштельного датчика через корректирующее звено

связан с электрическим выходом дегрчика концет-рации измеряемого ког шонента газа и через линию задержки - со входом. регулято{3а температуры термофильтра.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 480964, кл. G01N 25/20, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2756927/18-25, кл. G 01N 27/16, 23.04.79 (прототип).