Газоаналитическая система

 

ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая параллельные ветви, каж- . дая из которых состоит из последовательно соединенных электрообогреваемых пробоотборника, линии транспортирования и устройства первичной пробоподготовки , включающего холодильник , устройство вторичной пробоподготовки соединенное с выходами всех параллельных ветвей, а выходом с одним из входов блока стабилизации давления и расхода, К другому входу которого подключен блок калибровки , газоанализаторы, соединенные с выходом блока стабилизации через аналоговый преобразователь давления, термодатчики, микропроцессор, аналоговые входы которого соединены с информативными выходами газоанализаторов , а цифровые выходы - с соответствующими входами блока согласования , и блок подготовки воздуха, подключенный пневмолиниями к пробоотборникам , устройствам первичной пробоподготовки и устройству вторичной пробоподготовки, о т л ичающаяс я тем, что, с целью повьниения точности и надежности, она снабжена многоканальным измерительным преобразователем температуры, входы которого подключены ко всем (Л термодатчикам системы, а его выходы и выход аналогового преобразователя с давления соедия.ены с соответствующими аналоговыми входами микропроцес§ сора и электроклапаном, установленным в устройстве первичной пробоподготовки на линии подачи воздуха для .Обдувки холодильника,при этом соответствующие выходы блока согласоваз: ния соединены с управляющими входами электронагревателей и электроклапа00 нов всех параллельных ветвей. 00 со

СОН)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (I9) (И)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ е» т»»!!! (21) 3436321/23-26 (22) 03 ° 05.82 (46) 23 ° 01 84 Бюл Р 3 (72) Г.Ф. Любанова, Н.Г. Базыр, A.A. Дашковский, В.Ф. Иикитченко, И.Н. Раллев и В.Я. Подольский (21) Киевское научно-производственное объединение Аналитприбор (53) 543.27.52(088 ° 8) ,(56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 757952, кл. Q 01 и 25/36, 1978

2. Заявка ФРГ Р 2152707, кл. 42 Й, 4/04, 1974.

3. Агрегатированная система газового анализа для доменного производства типа АСГА-Д. Информационный ,лист ЦНИИТЭИ Приборостроения, 1974. (54)(57) ГАЗОАИАЛИТИЧЕСКАЯ СНСТЕМАр содержащая параллельные ветви, каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных электрообогреваемых пробоотборника, линии транспортирования и устройства первичной про. боподготовки, включающего холодиль-. ник, устройство вторичной пробопадготовки соединенное с выходами всех параллельных ветвей, а выходом с одним из входов блока стабилизации давления и расхода, к другому вхо» ду которого подключен блок калибров3(53) G 01 N 25/36; G 05 D 27 00 ки, газоанализаторы, соединенные с выходом блока стабилизации через аналоговый преобразователь давления, термодатчики, микропроцессор, аналоговые входы которого соединены с информативными выходами газоанализаторов, а цифровые выходы — с соответствующими входами блока согласования, и блок подготовки воздуха, подключенный пневмолиниями к пробоотборникам, устройствам первичной пробоподготовки и устройству вторичной пробоподготовки, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, она снабжена многоканальным измерительным преобразователем температуры, Е

Ф входы которого подключены ко всем термодатчикам системы, а его выходы и выход аналогового преобразователя давления соединены с соответствующими аналоговыми входами микропроцессора и электроклапаном, установлен- Я ным в устройстве первичной пробоподготовки на линии подачи воздуха для обдувки холодильника,при этом соответствукщие выходы блока согласования соединены с управляющими входами электронагревателей и электроклапанов всех параллельных ветвей.

1068789

Изобретение относится к газовому анализу, а именно к автоматическим системам для непрерывного измерения объемной концентрации, составлякнцих многокомпонентного газового потока, например, для определения объемной концентрации окиси углерода, двуокиси углерода и водорода в колошниковом газе термокондуктометрическим и оптикоакустическим газоанализато.за- ми, и может бы ь использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами на предприятиях черной металлургии.

Известна автоматическая газоаналитическая система, содержащая пробоотборник, соединенный с блоком газовой очистки, вход которого через электромагнитные вентили, соединенные с блоком управления, связан с поверочными баллонами, газоанализаторы, входы которых соединены с блоком газовой очистки, а выходы подклю чены к аналоговым устройствам обработки информации и внесения коррекции, а пробоотборник, линия транспортирования, блок газовой очистки снабжены термодатчиками, электронагревателями и контактными регуляторами температуры C13 °

Недостатком этой системы является низкая точность анализа из-за наличия большого;соличества аналоговых устройств обработки сигналов. Кроме того, применение стандартных контакт ных регуляторов для стабилизации температуры пробоотборников, линии транспортирования, блока газовой очистки снижает надежность системы.

Известен также прибор для объемного газового анализа, содержащий газоанализаторы, датчики температуры давления, электронный регулятор плотности газового потока с входами для выдаваемой датчиками измеряемой величины температуры и давления и выходами для регулирования подвода и отвода к перекрываемой полости газообразной среды С21.

Недостатком устройства является то, что при анализе многокомпонентного потока газоанализаторами, основанными на различных принципах, из" менение плотности, соответствующее изменению температуры и давления, оказывает различное на них влияние, что сказывается на точности газового анализа.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является газоаналитическая система, содержащая параллельные ветви, каждая иэ которых, состоит из последовательно соединенных электрообогреваемых пробо" отборника, линии транспортирования и устройства первичной пробоподготовки, включающего холодильник, устройство вторичной пробоПодготовки, соединенное ". выходами всех параллельных ветвей, а. выходом с одним иэ входов блока стабилизации давления и расхода, к другому входу которого подключен блок калибровки, гаэоанализаторы, соединенные с выходом блока стабилизации через аналоговый преобразовагель давлени>., термодатчики, микропроцессор, аналоговые вхо-.

10 ды которого соединены с информативными выходами газоанализаторов, а цифровые выходы с соответствующими входами блбка согласования, и блок подачи воздуха, подключенный пнев15 молиниями к пробоотборникам, устройствам первичной пробоподготовки и устройству:вторичной пробоподготовки 31.

Щ Недостатком известной газоаналитической системы является значительная погрешность и низкая надежностЬ.

Это объясняется тем, что стабилизация температуры в устройствах системы осуществляется стандартнными ронтактными регуляторами температуры, количество которых соответствует количеству нагревателей в системе.

Кроме того, структура системы, обеспечивающая очистку газа от влаги в шкафу первичной обработки (понижение температуры в ней ниже точки росы и повышение ее в линии транспортирования выше точки росы), приво35 дит -к т ературной деФормации пробы газа, перераспределению ее состава, а следовательно, к потере информации и понижению точности анализа. бО б5 о

1

Целью изобретения является повышение точности и надежности системы анализа колошникового газа доменного производства путем обеспечения замкнутого цикла бесконтактного термостатирования устройств забора, транспортирования и подготовки пробы и введения коррекции по изменению давления, температуры и влажности газового потока.

Указанная цель достигается тем, что система снабжена многоканальнйм измерительным преобразователем температуры, входы которого подключены ко всем термодатчикам системы, а его выходы и выход аналогового пре образователя давления соединены с соответствующими аналоговыми входами микропроцессора и электроклапаном, установленным в устройстве первичной пробоподготовки на линии подачи воздуха для обдувки холодильника, при этом соотвЕтствукщие выходы блока согласования соединены с управляющимй входами электронагревателей и электрок лап ан ов в с ех параллель ных в етв ей >

1068789

На чертеже представлена блок-схема газоаналитической системы (для одной из параллельных ветвей), Газоаналитическая система состоит из электрообогреваемых пробоотборника 1, линии 2 транспортирования, 5 устройства 3 первичной пробоподготовки, включающего холодильник 4 и электроклапан 5, устройства 6 вторичной пробоподготовки, состоящего из холодильника 7, в камере которого установлен термодатчик 8, блока 9 стабилизации давления и расхода, блока 10 калибровки, термодатчика 11 и аналогового преобразователя 12 давления, установленных на входе газоанализаторов 13 — 15, блока 16 подготовки воздуха, многоканального измерительно о преобразователя.

17 температуры, блока 18 согласования, микропроцессора 19, включака его микроЭВМ 20, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, устройство ввода данных (УВВ) 22, устройство вывода данных (УВД) 23, устройство

24 индикации, устройство 25 связи 25 системы с ЭВМ АСУ ТП, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 26.

Каждый канал многоканального измерительного преобразователя 17 температуры состоит, например, из широко известных функциональных модулейу моста посТоянного тока, модулятора, усилителя постоянного тока, ждущего мультивибратора и фазового детектора, Блок 18 согласования обеспечивает 35 согласование энергетического уровня сигналов управления микропроцессора электронагревателей, электроклапанов и гальваническую развязку их цепей управления. Блок 18 согласования 40 выполнен из функциональных модулей: триггера, эмиттерных повторителей, схемы совпадения, инвертора и усилителя и содержит количество каналов, равное количеству управляемых эле- 45 ментов.

Газоаналитическая система .рабо" тает по программе, записанной в память микроЭВМ 2О и включающей режимы Прогрев, Калибровка и Анализ4 °

При значении сигнала, равного верхнему значению температуры заданного диапазона, аналогичным путем поступает сигнал выключения электронагревателя.

При температуре окружающей среды, где установлены пробоотборник 1, лиС целью повышения качества подготовки пробы путем исключения перераспределения состава при перепадах температуры и обеспечения нормальных условий работы элементной базы устройства-первичной подготовки пробы 3 (относительная влажностьгаэа. должна быть меньше 1003), в установлунных вне помещения и злектрообог- 60 реваемых устройствах системы предусмотрено последовательное понижение температуры газа по мере его поступления и осуществлена стабилизация следующих ее значений: для.пробоотборника 1-100 + 10 С; для линии транспортирования 2-80 + 5 С; для устройства первичной пробоПодготов- ки — 35 + +2 С.

При включении счстемы электроклапаны (не показаны) в линии забора газа, подачи калибровочных смесей с блока 10 калибровки и воздуха с блока 16 подготовки воздуха в устройство 3 первичной подготовки пробы и на продувку пробоотборника 1 нормально закрыты, в линии подачи воздуха в устройство 6 вторичной подготовки пробы, блок 9 стабилизации давления и расхода и газоанализаторы 13 — 15 нормально открыты, что соответствует режиму Прогрев °

По истечении времени прогрева и при установившихся температурных режимах система по программе переключается в режимы Калибровка" и Анализ .

МикроЭВМ 20 по программе осуществляет опрос термодатчиков (в пробоотборнике 1, линии транспортирования, устройстве 3 первичной под. готовки пробы показаны стрелками от устройства), каждый из которых включен в плечо моста постоянного тока одного из каналов многоканального измерительного преобразователя 17 температуры.

Унифицированные аналоговые сигналы, соответствующие определенным значениям температуры, устройств системы с выходов многоканального измерительного преобразователя 17 температуры поступают на соответствующие входы АЦП 21, с соответствукщих выходов которого цифровые сигналы поступают на соответствующие входы микроЭВМ 20.

При значении сигнала, поступающего на соответствующий вход микроЭВМ

20, равного нижнему значению температуры заданного диапазона, с ее выхода поступает на соответствующий вход УВД 23 сигнал включения соответствующего электронагревателя.

Цифровой сигнал с выхода УВД 23 поступает на соответствующий вхоц ьлока

18 согласования, обеспечивающего бесконтактную оптоэлектронную развязку по питанию цифровых сигналов управления. С соответствующего выхода блока 18 согласования напряжение

220 В переменного тока поступает на соответствующий электронагреватель (на чертеже показаны стрелками к устройству).

1068789

Составитель Н. Романникова

Редактор Р, Цицика Техред T.Ìàòî÷êà Корректор. О. Билак

Заказ 11452/34 Тираж 827 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нии 2 транспортирования и устройство:

3 первичной подготовки пробы, равной

37 С и выше, по сигналу, поступившему с соответствующего выхода многоканального измерительного преобразователя 17 температуры на вход АЦП 21 микропроцессора 19 и в соответствии с программой с соответствующего выхода микроЭВМ 20 поступает сигнал управления через соответствующчй вход и выход УВД 23, затем соответ- 1Î ствующие вход и выход устройства 18 согласования на цепь управления электроклапаном 5, который срабатывает, и струя воздуха (давление 4—

6 атм) обдувает холодильник 4 устройства 3 {устройства системы, кроме пробоотборника 1, линии 2 транспортирования и устройства 3 первичной подготовки пробы, устанавливают, ся в помещении с температурой 20 +

2 С), Для исключения влияния изменения температуры, давления и влажности анализируемой пробы на показания газоанализаторов 13 — 15, а следова- . ,тельно, и на выходные сигналы микропроцессора 19, термодатчик 8, установленный в камере осушки холодильника 7, и термодатчик 11, установленный на входе пробы в газоанализа-. торы, включены на соответствующие входы многоканального измерительного преобраэователя 17 температуры, выходные сигналы которого и выходной сигнал с аналогового преобразователя

12 давления поступают на соответствующие .входы ЩП 21 для введения коррекции. С выходов АЦП 21 цифровые сигналы поступают на соответствующие входы микроЭВМ 20, причем с соответствующих выходов УВД 23 скорректированные, согласно программе, цифровые информативные сигналы поступают на соответствующие входы устройства 24 индикации, устройства 25 связи с ЭВМ йСУ ТП и ЦАП 26, обеспечивающего непрерывную передачу информативных аналоговых сигналов для регистрации.

Применение изобретения позволит повысить точность определения состава смеси за счет .повышения качества подготовки пробы путем исключения температурной деформации пробы.

Кроме того, повышается надежность системы за счет термостабилиэации устройств пробоотбора, транспортирования и подготовки пробы.