Струйный преобразователь концентрации аэрозолей

 

1. СТРУЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий пробозаборную Tpjf6Ky, побудитель расхода, соединенный через регулят-ор расхода сжатого воздуха с источником питания, блок регистрации и пер винный струйный преобразователь, состоящий из корпуса, в котором симметрично, напротив друг друга расположены управляющее сопло, соединенное через регулятор расхода с источником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же источником питания, и системы автоматической компенсации влияния флуктуации статического давления, соединеиной с блоком регистрации, отличающийс я тем, что, .с. целью повышения точности измерения концентрации аэрозоля путем устранения влияния, колебания ск рости измеряемого аэрозольного потока, он дополнительно снабжен пневмометрической трубкой, подключенной через усилитель динамического напора аэрозоля к регулятору расхода сжатого воздуха, соет диненному с побудителем расхода анализиF руемого потока., и блоку регистрации. ю ьэ О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(S1) 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3380947/18-25 (22) 18.0 1.82 (46) 07.06.83. Бкщ. M 21 (72) Е. Ф. Шкатов (53) 539.215.4(088,8) (56) 1. Шкатов Е. Ф., Миронов Ю. Г.

Струйный измеритель запыленности газовых потоков. — "Измерительная техника", 1980, ¹ 11.00, с. 32-33.

2. Авторское свидетельство СССР № 661304, кл. Q 01 N 15/00, 1977 (прототип). (54) (87) 1. СТРУЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ, содержащий пробозаборную трубку, побудитель расхода, соединенный через регулятор расхода сжатого воздуха с источником. питания, блок регистрации и пер вичный струйный преобразователь, состоя„.80„„1ОЫОО6 А ший из корпуса, в котором симметрично, напротив друг друга расположены управляюшее сопло, соединенное через регулятор расхода с источником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же ис-. точником питания, и системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статического давления, соединенной с блоком регистрации, о т л и ч а ю ш и й— с я тем, что,.с. целью повышения точности измерения концентрации аэрозоля путем устранения влияния колебания скорости измеряемого аэрозольного потока, он допол ни тел ьно снабжен пиевмоме трической трубкой, подключенной через усилитель динамического напора .аэрозоля к регулятору расхода сжатого воздуха, соединенному с побудителем расхода анализируемого потока., и блоку регистрации, 1022006

2. Преобразователь по и. 1, о т л и - тора в цепи .его питания составч а ю ш и и с я тем, что отношение ве-, ляет 1: Ь при расстоянии между личин сопротивления управляемого сопла сопламн 12-14 диаметров управляюструйного преобразователя и внеморезис-. щего сопла»

Изобретение относится к измеритель-,,ной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности в частности в системах грануляции про изводств минеральных удобрений.

Известны устройства для измерения концентрации аэрозолей, например струй» ный измеритель запыленности газовых потоков, содержащий струйный первичный преобразователь расхода анализируемого потока воздуха, дифманометр и вторичный прибор (1 ).

Недостатком устройства является низ кая точность, определяемая отсутствием поддержания в автоматическом режиме изокинетических условий пробоотбора. Это объясняется колебаниями скорости изме»

pseMoro пылегазового потока в газоходе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является струйный пылемер, содержащий побудитель расхода пробозаборную :: трубку и струйный перI. вичный преобразователь, источник пита ния и блок регистрации, причем первичный струйный преобразователь состоит из корпуса, в котором симметрично; напротив друг друга расположены управляющее сопло, соединенное через регулятор расхода с источником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же источником питания, и системы автоматической компенсации влияния флуктуаций статическо« го давления, выполненной в виде дроссель ного делителя, соединенного с минусовой камерой дифманометра и состоящего из управляемого по статическому давлению сопла, помещенного в корпусе, и постоянного пневмореэистора, пневматически связанного с источником питания, Рабочий делитель, включающий управляемое сопло и постоянный пневморезистор, в совокупности с делителем системы компенсации колебаний статического давления образуют мостовой преобразователь, реализующий дифференциальный метод измерекия f 2«, Однако для данного устройства характерна недостаточная точность при наличии пульсаций скорости измеряемого пылегазового потока, обусловленная тем, 5 что при изменяющемся значении скорости измеряемого потока нарушается условие изокинетичности, т.е. равенства скоростей потока в газоходе и заборном носике пробозаборной трубки.

10 Нарушение условий иэокинетичности отбора проб .при анализе концентрации аэрозолей является источником дополнительных погрешностей.

Белью изобретения является повыше15 иие точности измерения концентрации .аэрозолей путем устранения влияния колебаний скорости измеряемого аэрозоль,,ного потока

Поставленная цель достигается тем, 20 что струйный, преобразователь концентрации .аэрозоля, содержащий пробозабор ную трубку.. побудитель расхода, соеди. .: ненный через регулятор расхода сжатого воздуха с источником питания, блок

25 регистрации и первичный струйный преобразователь состоящий иэ корпуса, в

Ф котрром симметрично, напротив друг дру.rs расцеложены управляющее сопло, соединенное через регулятор расхода с ac-:

30 точником питания, и управляемое сопло, соединенное через постоянный пневморезистор с тем же источником питания, и системы автоматической компенсации .влияния флуктуаций статического давпе35 ния, соединенной с о ом регистр ш и дополнительно снабжен пневмометрической трубкой, подключенной через усилитель динамического напора аэрозоля к ре гулятору расхода сжатого воздуха, соединенному с побудителем расхода анализируемого потока, и блоку регистрации.

Отиошенйе величин сопротивлений уп Ъ равляемого сопла струйного преобразователя и постоянного пневморезистора в цепи его питания составляет 1:5 при расстоянии между соплами 12-14 диаметров управляющего сопла.

3 . 10220

На фиг. 1 цриведена принципиальная схема. преобразователя; на нг. 2 - изменение выходного сигнапа мостового преобразоватепя а Р (Р.г-Р4) в функции расстояния между соплами.

Струйиг.гй преобраэоватедь концентра5 ции аэрозолей содержит пневмометрическую трубку 2, пробозаборное устройство

3, помещенное в газоход 1, усипитепь

4 динамического напора аэрозоля, корпус

5, управляющее соппо 6,: стабилизатор 7 расход воздуха, управляемое сопдо 8,. соппо 9 системы компенсации статического .давления, нобудитепь 10 расхода аэроэепя, редуктор 11, манометр 12 ре15 гупятор 13 расхода сжатого воздуха, ре- .

;дуктор 14; постоянные пневморезисторы

15 и 16, усилитель 17 разбаланса мостовой схемы,вторичйый.прибор 18 и сумматор 19.

К соплу 6 подается, сжатый воздух,. расход которого стабилизуется регупятором 7. типа РРВ-2.

Управляемое. соппо 8 через постоянный пыевморезистор 16 соединено с тем же источником сжатого воздуха, что и соцдо 6, однако струя- воздуха вытекает .иэ этого сопла с меньшим динамическим напором, чем струя вытекающая из сопла 6..Сопдо 9 системы: компенсации коза дебаннй статического давпеция в газоходе соединено с тем же источником пита-ния через пневморезистор 15. Величина жпрзтивпения пневморезистора 15 равна вепичине сопротиипения пневморезнстора

16. Герметические размеры сопел 8 и 9идентичны, поэтому при .отсутствии динамического нанора .струи, вытекающей . из соппа 6, в проточных камерах, образованнйх этими соппами и- пневморезисторами .-16 и 15, соответственно, устанавливают40—

crt одинаковые давдения, т,е. Р.,=Р2.

Соппа 8 и 9 и постоянные пневморе.зисторы 15 и 16 образуют мостовой преобраэоватедь, который через редуктор 14 соединен с давпением питания Рп, которое меньше давпения Р (в системе КИП) на веаичину падения давпения на редукторе 11, 50

Устройство работает спедуюшнм обрщзом.

Анализируемый газовый поток поступаег со ск ростью V, иэ t aaoxoaa 1 через пробоэаборное устройство 3 в корпус струйного преобразоватедя 5. В резупьтате этого воздушная струя, вьгтекающая re управдяющего сопла 6, отклоняет.ся от своей осн и изменяет гидравдичес-, 06 Я кое сопротивление на выходе управпяемого сопла 8.

К управпяемому соплу -8 подводится давление сжатого воздуха, меньшее по величине давления на выходе сопла. 6, но:: достаточное дпя непрерывного истечения . иэ него воздушной струи при.:строго сим метричном расположении. геометрических центров сопел 6 и 8 и.оси управляющей струи, вытекающей из сонпа 6.

Одновременно в гаэоходе 1 измеряется динамический напор (скорость) анализируемого газового потока с помощью пнев» мометрической трубки 2, сигнал которой усиливается пневматическим усипитепем

4 и подается в камеру переменного регу- . лятора 13, регулирующего давление воздуха питания .побудителя 10 расхода (эжектора). Усипенный сигнад цневмометрической трубки 2 подается также в сумматор 19 где вычитается из ос» новного сигнала струйного преобразовате д, поступающего с усипитепя 17 разбаданса мостового преобразователя, образованного сопдами 8 и 9 и пневморезисторами 16 и 15.

Расход воздуха через побудитель 10 устанавливается таким, чтогоы обеспечить изокинетические условия отбора .анапиэи-:. руемой газовой пробы. Из этих же усповий устанавливается вепичина задания P

3 регулятору 13.

-Автоматическое поддержание изокинетических условий пробоотбора обеспечивается путем измерения скорости потока в гаэоходе с помощью пневмомвтрической трубки 2 и введения в камеру пе. ременного регупятора 13 сигнала, пропорционапьного величине скорости анализируемого потока аэрозоля.

Если скорость в носике пробозаборной трубки 3 и скорость в газоходе 1 не одинаковы, регулятор 13 изменяет расход воздуха через побудитель до мх пор пока эти скорости не будут одинаковы.

6 связи с тем, что изменение расхода через побудитепь 10 приводит к из:,менению скорости газового потока через корпус 5струйного преобраэоватепя,,-это вызывает отклонение вытекающей из сопла 6 струи при постоянном значении концентрации аэрозопя. Сигнал, пропорциональный скорости газового потока в газоходе, вводится также и в сумматор

l9, где он вычитается из основного сигнала струйного преобразователя.

Изменение концентрации аэрозоля вызывает изменение плотности газового по006 пил Рюил

Составитель B. Алексеев

Редактор И. Николайчук Техред Т.Фанта . Корректор B. Бутяга

Заказ 4028/34 Тираж 87 Э Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Фтгтил ПГ(П Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1огг тока, протекающего внутри корпуса 5, что ведет к отклонению струи, вытекающей из сопла 9, а следовательно, к изменению сопротивления выхода сопла 8 и уменьшению давления Р, а При этом Р.„1 Р, и на вход усилителя 17 поступает сигнал, процорциональный концентрации аэрозоля.

Это справедливо при стабильном значении скорости потока внутри корпуса 5 или при исключении влияния ее изменения 10 на процесс измерения, B данном преобразователе использовано второе условие путем вычитания давления, пропорционального этой скорости, из давления, пропорционального суммарному сигналу от ско- 15 рости и плотности измеряемого потока.

В связи с тем, что в данной схеме использован активный струйный преобразователь (две встречные струи) и экспериментально подобраны расстояния меж- 20 ду соплами и геометрические размеры пневморезисторов, образующих изменения в плотности потока на показания пневмометрической трубки, суммарная погрешность преобразователя, полученная в процессе его метрологической аттестации путем статической обработки массива экспериментальных данных, не превысила 5 отн.%.

Экспериментальные исследования преобразователя проводились на установке с использованием генератора монодисперсных потоков аэрозолей.

В результате экспериментальных данных установлено, что соотношение между величинами сопротивлений пневморезистора 16 и сопла 8 должно быть равно 5 при расстоянии между торцами сопел 6 и

8, равном 12-14 диаметров управляющего сопла.