Аэродинамический газоанализатор

 

АЭРОДШАМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР , содерткащий мост из гидравлических сопротивлений, одно из которых выполнено переменным, и индикатор перепада давлений в диагонали моста, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых сред, последовательно с переменным гидравлическим сопротивлением включен мембранный элемент сетчатого типа с диаметром пор, превьшающим среднюю длину свободного пробега молекулы анализируемой газовой среды. ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН(ИХ

РЕСПУ6ЛИН (»Ч) (! » I,»(,-,(> С 01 N 9/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3541310/18-25 (22) 10. 01 . 83 (46) 15.04.85. Бюл. 11 - 14 (72) В.В. Овчинников (71) Объединенныч институт ядернь»х исследований (53) 532.14 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 658438;кл. С 01 N 9/32, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 472287, кл. С 01 N 9/32, 1975 (прототип). (54) (57) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГАЗОАНА.ЧИЗАТОР, содержащий мост из гидравлических сопротивлений, одно из которых выполнено переменным, и индикатор перепада давлений в диагонали моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых сред, последовательно с переменным гидравлическим сопротивлением включен мембранный элемент сетчатого типа с диаметрам пор, превышающим среднюю длину свободного пробега молекулы анализируемой газовой среды.

1088462

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерения состава и плотности газовой смеси.

Известен газоанализатор, содержащий стабилизированные и-точники питания анализируемого и сравнительного газа, устройство выравнивания температуры газов, ламинарные и турбулентные дроссели цепи каждого газа, струйные усилители, согласующий дроссель и вторичный прибор f1)

Однако наличие линии с эталонным газом усложняет и удорожает конструкцию газоанализаторов.

Наиболее близким техническим решением является аэродинамический газоанализатор, содержащий мост гидравлических сопротивлений, одно из которых выполнено переменньм, и индикатор перепада давлений в диагонали моста, последовательно с переменным гидросопротивлением прибор имеет также регулятор объемного расхода газа, который поддерживаеr расход строго постоянным .) . г>

Недостатком известного прибора является то, что применение регулятора объемного расхода усложняет конструкцию прибора и не позволяет работать в широком диапазоне газовых смесей.

Целью изобретения является упрощение конструкции прибора и расширение диапазона измеряемых газовых сред.

Цель достигается тем, что в аэродинамическом гаэоаналиэаторе, содержащем мост из гидравлических сопротивлений, одно из плеч которых выполнено перемен.ным, и индикатор перепада давлений в диагонали моста, последовательно с переменным гидравлическим сопротивлением включен мембранный элемент сетчатого типа с диаметром пор превышающим среднюю длину сво1 бодного пробега молекулы анализируемой газовой среды.

На чертеже представлена схема предлагаемого аэродинамического газоаналиэатора.

В одном из плеч моста наряду с гидравлическими сопротивлениями 1, 2 и 3 находится последовательно подсоединенный с переменным гидравлическим сопротивлением 4 мембранный элемент 5 сетчатого типа. В диагонали моста имеется вторичный прибор — датчик перепада давлений.

На входе устройства расположен стабилизатор 6 давлений, соелнненный

5 на выходе с двумя однотипными со.противлениями 1 и 2.

Прибор работает следующим образом, Пусть в начальном состоянии гидросопротивления подобраны так, что давление в точках A и Ь выравнено. При изменении состава газовой смеси расход газа после стабилизатора 6 давления изменится на некоторую величину »» Ю что вызовет изме» нение перепада давлений на гидросопротивлениях 1-3 на величину (при их равенстве). Поскольку мембранный элемент 5 сетчатого типа работает всегда в молекулярном режиме течения, то это обеспечивает отличную от течения в вязкостном режиме функциональную зависимость расхода газа от давления. Для кнудсеновского режима течения. объемный расход газа равен ».. (Р,-Ю J «Rryн

gpss

30 а для вязкостного режима течения (цилиндрический канал)

Ф "о ч 8 „ "- 1

35 где — радиус поры

Г,,Р, — давление перед и после мембраны, гидросопротивления, 40

Р,+Pz

L — длина канала; — коэффициент динамической вязкости;

» — молекулярная масса газа;

R — - газовая постоянная.

Следовательно, перепад давлений на мембранном элементе будет

5О Z.. иным -ЬР

Тогда очевидно, что давление в точках A и В изменится на ве— личи»у 3 Р = (ь Р, - ь Р )., 55 МолекуляРное течение газа достигается на мембранах сетчатого типа, например ядерных фильтрах, с диаметром пор, определяемым исходя из рабо1088462

Составитель В. Вощанкин

Техрсд.М.Пароцай Корректор И, Муска

Редактор Л. Письман

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2776/1

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 чего давления газоанализатора и состава газовой смеси.

Газоанализатор прост по конструкции и позволяет производить контроль сродства и плотности практически любой газовой среды.

Например, для работы в широком диапазоне газовых смесей от Не до

UF необходимо подобрать мембранный элемент с диаметром пор меньшим среднего свободного пробега молекулы самого тяжелого из присутствующих компонентов, в данном случае—

UF6, для которого длина свободного пробега молекулы при давлении 1 атм о о и температуре 20 С составляет 200 А.

Следовательно, для данного газоанализатора необходимо использовать мембранный элемент с диаметром пор о менее 200 А. Поскольку, как известнр, для анализа определенного рода газовых смесей (воздух, кислород, СО и т.д.) необходимо использовать

2 определенные типы регуляторов объемного расхода газа (типа PPB-1 и т.д.), что делает прототип технически не универсальным устройством, то предлагаемое устройство применимо для анализа любых неагрессивных газовых смесей на одном мембранном элементе и любых величин газовых потоков (что будет определяться поверхностью мембраны), выполненное в едином техническом исполнении. А также может найти применение,Цля непрерывного контроля, например, в химической промышленности, сократив при этом ассортимент выпускаемых промышленностью газоанализаторов избирательного действия до минимума.