Устройство для измерения скорости и объема газовыделений Советский патент 1982 года по МПК G01P5/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И ОБЪЕМА ГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов, сопровождающихся газовыделениями в лабораторных и производственных процессах.

По основному авт. св. № известно устройство для измерения скорости и объема газовыделений, содержащее преобразователь давления, задатчик, реверсивный двигатель, связанный через усилитель с выходом преобразователя давления, измерительную камеру, выполненную из эластичной V-образной трубки, внутренняя сторона которой сопряжена с двумя роликами, установленными с возможностью вращения на концах рычага, длина которого равна диаметру внешней стороны трубки, закрепленного на валу реверсивного двигателя, преобразователь угла поворота рычага, измеритель числа оборотов и регистратор 1 1.

Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного получения в ходе эксперимента на диаграммной ленте регистратора непрерывной кривой газовыделения в источнике.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации за счет автоматического получения непрерывной кривой газовыделений .

10

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит два трехмембранных пневмоусилителя, пневмоемкость, управляемый пневмодроссель, три ячейки памяти и пятимембран15ный сумматор, причем выход преобразователя угла поворота соединен с отрицательной камерой первого трехмембранного пневмоусилителя, положительной камерой второго трехмембранного уси20лителя и с входом первой ячейки памяти, выход второго трехмембранного усилителя через пневмодроссель соединен с пневмоемкостью, положительной каме397рой первого трехмембранного усилителя и с отрицательной камерой второго трех мембранного усилителя, выход первого трехмембранного усилителя соединен с входом измерителя числа оборотов и камерами управления ячеек памяти, положительные камеры сумматора соединены с выходами соответственно первой и второй ямейки памяти, одна отрицатель ная камера сумматора соединена с атмо сферой, а выход сумматора соединен с второй отрицательной камерой сумматора, с входом регистратора и с входом третьей ячейки памяти, выход которой соединен с входом второй ячейки памя На фиг. 1 представлена принципиаль ная схема устройства; на фиг. 2 - цик лограмма работы устройства. Устройство содержит преобразователь 1 давления, к которому подключен задатчик 2, измерительную V-образную камеру переменного объема, выполненную в виде эластичной, например резиновой, трубки 3, по внутренней стороне которой перекатываются два резиновых ролика А, полностью пережимая трубку в местах контакта. Преобразоватепь 5 угла поворота рычага кинематически связан с валом реверсив ного двигателя 6. В качестве вторичных приборов в устройстве применяются измеритель 7 числа оборотов и регистрирующий прибор 8. Выхсд преобразователя 1 давления подключен ко входу электронного усилителя 9 соединен ного, в свою очередь, с обмоткой управления реверсивного двигателя 6. Преобразователь 5 угла поворота рьг чага состоит из профилированного диска 10, центр вращения которого кинематически связан с валом реверсивного двигателя 6, оси 11, на одной стороне которой расположен контактный ролик 12, касающийся диска 10, а на другой стороне - пружина 13, соединенная с преобразователем 1А силы в пневматический сигнал, и дроссельного сумматора 15, состоящего из постоянного 1б и переменного 17 пневматических дросселей . Выход преобразователя угла поворота соединен с отрицательной камерой пневмоусилителя 18, с положительной камерой пневмоусилителя 19 и с входом ячейки 20 памяти. Выход усилителя 19 через пневмодроссель 21 соединен с пневмоемкостыо 22, с положительной ка мерой усилителя 18 и с отрицательной 4 камерой усилителя 13. Выход усилителя 18 соединен с измерителем числа оборотов 7 и камерами управления ячеек 20, 23 и 2 памяти. Выходы ячеек 20 и 2 памяти соединены с положительными камерами пятимембранно-о сумматора 25, одна отрицательная камера которого соединена с атмосферой, а вторая - с его выходом, соединеннь1м также с входом ячейки 23 памяти и с входом регистра 8. Устройство работает следующим образом. Выделяющиеся из зоны реакции газы поступают на вход преобразователя 1 давления и в трубку 3. В результате этого растет давление в замкнутом объеме, ограниченном с одной стороны прб;образователем 1, с другой - тем участком эластичной трубки 3, который пережат левым роликом k. Преобразователь 1 выдает сигнал, равный разности давления газа в замкнутом объеме и давления задатчика 2. Этот сигнал, усиленный по мощности усилителем 9, приводит во вращение реверсивный ви - аталь 6, который перемещает рычаг с закрепленными на них ролик ми k, изм -няя тем самым величину обосма измерительной камеры. Это изменение объема происходит до тех пор, пока сигнал на преобразователя ие станет равнь1м нулю. Ролики k отсекают постоянную дозу газа в верхней части трубки 3- Даллнейший поворот рычага с роликами ( приведет к выбросу газа из измерительной камеры в сборник (не показан . 3.:) один оборот вала двигате/тя 6 происходит отбор фиксированного количества Преобразователь 5 работает следующим образом. Пружина 13 прижимает контактный 12 к поверхности профилированного диска 10. Поверхность диска 10 профилирована так, что в спучае равномерного вращения диска при одном обороте сила, развиваемая пружиной 13, линейно нарастает от нуля до максимума. Преобразователь 14 трансформирует эту силу в пропорциональное ей давлеи.ие сжатого воздуха. С помощью дросселоного сумматора 15 пооисходит Во1ставка требуемого коэффициента пропорциональности. В случае измерения параметров газовыделений давление на выходе преобразователя 5 будет повторять

кривую газовыделении на соответствующем участке.

При относительном медленном измерении сигнала Р, давления в положительных и отрицательных камерах усилителей 18 и 19 давления равны. Усилитель 18 настроен так, что в этом случае давление на его выходе (Р) равно нулю. В момент завершения оборота диска 10 давление Р, резко падает до нуля (давления атмосферы). Поэтому давление в положительной камере усилителя 19 и отрицательной камере усилителя 18 становится равным нулю. Давление Pg в емкости 22 уменьшается посте пенно. Под действием давления Pg реагирующий орган усилителя 19 перемещается вверх, а усилителя 18 - вниз. На выходе усилителя 18 появляется единичный сигнал. Воздух из емкости 22 постепенно стравляется в ат осферу через сопло в камере А усилителя 19. Начинается новый оборот диска 10. Давление

--. а Р„

уменьшается. Наступак расте ет такой

когда давление Р 25 становится равным давлению Pg. Тогда реагирующие органы усилителей 18 и 19 перемещаются в такое положение, при котором давления в камерах Б и В каждого из усилителей равны между собой, зо Сигнал Р становится равным нулю.

Выходной сигнал первой ячейки памяти 20 (Р) при отсутствии сигнала Р повторяет кривую изменения сигнала Р. При действии импульса Р в ячейке 23 35 памяти происходит запоминание максимального значения давления р, достигнутого на выходе сумматора 25 за один оборот вала двигателя 6 (Рп). В ячейке 24 памяти запоминание этого же зна-4о чения давления Р происходит после окончания импульса Р (РЗ)- Сумматор 25 в каждый новый оборот диска 10 суммирует текущее значение давления Р, с

запомненной в

величиной давления, йке памяти (РЗ)

Измеритель 7 числа оборотов подсчитывает число импульсов Р, образованных за весь процесс. Общее количество выделившегося газа будет пропорциональ но числу оборотов.

Регистратор 8 фиксирует на диаграммной ленте полную кривую газовыделения. О мгновенной скорости газовыделений можно судить по кривой, записанной на диаграммной ленте регистратора 8. Среднюю скорость газовыделения за промежуток времени определяют путем вычисления по числу оборотов за этот промежуток при известном фиксированном количестве отобранного газа за один оборот рымага.

Использование предлагаемого устройства исключает необходимость ручного построения непрерывной кривой газовыделения за все время эксперимента по ее отдельным составляющим.

Формула изобретения

i

Устройство для измерения скорости

и объема газовыделений по авт. св. ff , отличающееся тем что, с целью повышения удобства эксплуатации за счет автоматического получения непрерывной кривой газоеыделений, в него введены два трехмембранных пневмоусилителя, пневмоемкость, управляемый пневмодроссель, три ячейки памяти и пятимембранный сумматор, причем выход преобразователя угла поворота рычага соединен с отрицательной камерой первого трехмембранного пневмоусилителя, положительной камерой второго трехмембранного пневмоусилителя и с входом первой ячейки памяти, выход второго трехмекбранного пневмоусилителя через управляемый пневмодроссель соединен с его отрицательной камерой, пневмоемкостью и положительной камерой первого трехмембранного усилителя, выход которого соединен с измерителем числа оборотов и камерами управления ячеек памяти, положительные камеры сумматора соединены с выходами соответственно первой и второй ячеек памяти, одна- отрицательная камера сумматора соединена с атмосферой а выход сумматора соединен с его втояче-45рой отрицательной камерой, с входом третьей ячейки памяти, выход которой соединен с входом второй ячейки памяти , и с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-. Ч 7М7

Р

Рп Ре

1

р{ р,

J