Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах

 

Изобретение относится к конструкции газоанализаторов для количественного определения содержания газов в металлах и может быть использовано для определения содержания водорода в металлах и сплавах. Целью изобретения является сокращение времени определения количества газов, растворенных в металлах и сплавах, а также повышение точности и надежности. В состав устройства входит реакционная и накопительная емкости 1 и 4, вакуум-насос 6 соединенные между собой через первый 2 и второй 3 электромагнитные клапана, приспособление для измерения давления 5 соединено с преобразователем аналог-код 12, соединенный с блоком формирования команды "конец анализа" 15 и через блок счетчиков 13 с блоком индикации 14, на который поступают сигналы от блока управления клапанами 17, блок формирования режима работы устройства 18 подключается к вакуум-насосу, к блоку счетчиков 13, к блоку управления клапанами, к блоку формирования команды "конец анализа" и блоку управления режимами работы печи 11, последний блок подключен к трубчатой печи 7 и датчику температуры 8, установленному на трубчатой печи, блок управления клапанами подключается к первому и второму клапану, пульт управления 18 подсоединен к блоку формирования режима работы устройства 16. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

pre

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ANT СССР

1 (21) 4236176/31-26 (22) 27.04.87 (46) 23,08.90. Бюл. У 31 (71).Институт кибернетики им.В.М.Глушкова (72) В.И.Васильев, В.И.Шаповалов, В.Ю.Карпов, В.А.Чернов, О.B.Бабак,.

И.Г.Гладких, В.В.Трофименко и А.Б,Ильиных (53) 66.012.52 (088.8) (56) Заявка Японии Р 53-2719, кл. 113А 321, 31.01.78.

Авторское свидетельство СССР

Ф 862051, кл. Ь 01.N 7/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ГАЗОВ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ (57) Изобретение относится к конструкции газоанализаторов для количественного определения содержания газов в металлах и может быть использовано для определения содержания водорода в металлах и сплавах, Целью изобретения является сокращение- времени определения количества газов, растворенных в металлах и сплавах, а также по„„SU„„1587421 А I (51)$ G 01 N 7/02 G 05 D 27/00

2 вышение точности и надежности. В состав устройства входит реакционная и накопительная емкости 1 и 4, ваку;. ум-насос 6, соединенные между собой" через первый 2 и второй 3 электромагнитные клапаны, приспособление для измерения давления 5 соединено с преобразователем аналог — код 12, соединенным с блоком формирования команды

"Конец анализа" 15 и через блок счетчиков 13 с блоком индикации 14, на который поступают сигналы от блока управления клапанами 17, блок формирования режима работы устройства подключается к вакуум-насосу, к блоку счетчиков 13, к блоку управления клапанами, к блоку формирования команды

"Конец анализа" и блоку управления режимами работы печи 11, последний блок подключен к трубчатой печи 7 и С датчику температуры 8, установленному

О на трубчатой печи, блок управления клапанами подключается к первому и второму клапанам, пульт управления

18 подсоединен к блоку формирования режима работы устройства 16. 1 ил. Ci7l

1587421

Изобретение относится к конструкции газоанализаторов для количественного опредепепия содержания газов в металлах и может быть использовано для определения, содержания водорода . в. металлах и сплавах.

Цель изобретения - повышение точности, надежности и сокращение време-. ни определения количества газов, ра» створенных в металлах и сплавах.

На чертеже показана схема устройства для определения количества газов в металлах и сплавах.

Устройство состоит из реакционной емкости 1, первого 2 и второго 3 клапанов, накопительной емкости 4, приспособления 5 для измерения давления газов, вакуум-насоса 6, трубчатой печи 7, датчика 8 температуры, емкос- 20 ти 9 для ввода образца, примерной кварцевой пробки 10, блока 1 1 управления режимами работы печи, преобразователя 12 аналог — код, блока 13 счетчиков, блока 14 индикации, блока 25

15 формирования команды "Конец анализа", блока 16 управления -режимами работы устройства, блока 17 управления клапанами и пульта 18 управления .

Реакционная емкость представляет 30 собой кварцевую трубку 9 28 мм с входным отверстием"под примерную кварцевую пробку 10. В пробке есть емкость 9 для загрузки образца. На кварцевую врубку надета трубчатая печь 7, выполненная из кварцевой трубки, на которую намотана нихромовая спираль и размещены два кольца из термостойкого материала, собранных в виде катушки. В верхней. части печи 40 расположен датчик 8 температуры. Блок

11 управления режимами работы печи содержит усилитель термопары, с выхода которого сигнал поступает на один из входов компаратора, другой вход подключен к набору делителей напряжения. Выбирая напряжения, задают необходимую температуру, которую блок будет поддерживать с заданной точностью. Первый и второй клапаны 2 и 3 выполнены из нержавеющей стали. Конструкция клапана такова, что в обесточенном состоянии клапан закрыт. Накопительная емкость 4 выполнена из нержавеющей стали в виде цилиндра с объемом не менее 2 л.

В качестве приспособления 5 для, измерения давления газов используется термопарный датчик. Преобразователь аналог — код представляет собой десять компараторов, пороги срабатывания которых установлены в диапазоне изменения сигнала с приспособления 5 (перевод его из аналогового вида в бинарный) . Блок счетчиков содержит генератор прямоугольных импульсов с фиксированной стабилизированной час-.. тотой, одновибратор, схему тройного совпадения, делители частоты, счетчики-дешифраторы. Импульсы с генератора через делители частоты поступают на схему тройного совпадения. При наличии сигнала с блока 16 и с одновибратора, сигналы со схемы,тройного совпадения поступают на счетчики-дешифраторы, выходы которых подключены к индикаторам. Одновибратор запускается от импульсов, которые формируются от срабатывания компараторов. Регулируя длительность выходных импульсов с одновибратора при стабильной частоте генератора, можно на индикаторах получить значение, численно равное объему выделившегося. газа.

Блок индикации. содержит элементы согласования счетчика-дешифратора с индикаторами. Блок индикации служит для индикации результатов анализа и контроля за работой устройства. Блок формирования команды "Конец анализа". содержит одновибратор и счетчик импульсов. В начале каждого цикла измерения счетчик обнуляется. Вход счетчика подключен к объединенному выходу всех компараторов, Если эа фиксированное время (время работы одновибратора) прошел полный цикл, то счетчик отсчитает девять импульсов и сигнал о. наличии девятого импульса выдает команду начать новый цикл. Если же за фиксированное время число импульсов, поступивших от компараторов, меньше девяти (это сигнализирует о том, что газ из образца. не выделяется), то по истечении фиксированного времени блок выдает команду "Конец анализа", а блок 16 приводит устройство в соответствующее состояние.

Блок 16 управления режимами работ устройства служит для подключения всех блоков в заданной последовательности. Блок содержит мультиплексор, одновибратор, схемы логического совпадения и комбинированный мультиплексор. Блок управления клапанами содержит триггер и служит для включения клапанов по сигналам с блоков 16 и 12.

15874 21

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 помещают пробу металла и плотно закрывают пробкой 10, Включают устройство, при этом включается вакуум-насос 6, открываются кл паны

2.и 3 и происходит откачивание воздуха. При достижении давления 10 мм рт.ст. на пульте 18 загорается табло, сигнализирующее о готовности устройства к анализу, Нажимается кнопка

"Анализ", закрывается клапан 3 и включается печь 7. Предварительно выбирается температурный режим для конкретного металла или сплава. При нагревании из пробы выделяется водород и повышает давление в емкости 4, которое фиксируется. приспособлением 5, передающим информацию на блок 12.

Срабатывают поочередно все компараторы, и последний "нижкий" (давление

10 мм рт.ст.) через блоки 16 и 17 выдает сигнал на закрытие клапана 2 и открытие клапана 3. Происходит эвакуация выделившегося водорода. Давление в емкости 4 надает, и при срабатывании "верхнего" компаратора (давление 10 мм рт .ст.) сигнал с компаратора через блоки 16 и 17 выдает сигнал на закрытие клапана 3 и открытие.клапана 2. Выделившийся газ в емкость 1 от нагрева печи повьпцает . давление. в емкости 4. Весь цикл.повторяется до полного удаления водорода из образца. При неполном цикле (срабатывание компараторов менее девяти) выдается сигнал с блока 15 на блок 16, Загорается табло "Конец анализа".

Закрывается клапан 2, открывается клапан 3., Проба извлекается из емкости 1 и загружается следующая. При анализе следующей пробы очередность операций повторяется.

Формула из обр ет ения

Устройство для определения количества газов в металлах и сплавах, содержащее трубчатую печь с нагрева, телем, помещенную в нее реакционную емкость, накопительную емкость, датчик давления, пульт управления, первый и второй клапаны, установленные соответственно на выходе реакционной емкости и на выходе вакуумного насо5 са, блок управления режимом работы печи, информационный вход которого соединен с выходом датчика температуры, а выход — с нагревателем трубчатой печи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени анализа, а также повышения точности и надежности, в его состав введены преобразователь аналог — код, блоки управления режимами рабсты устройства, блок управления клапанами, блоки счетчиков, формирования команды "Конец анализа" и индикации1 а первый и второй клапаны выполнены с управляющими обмотками, при этом выход первого клапана через накопительную емкость соединен с входом второго клапана, датчик давления установлен в накопительной емкости, а его выход соединен с информационным входом преобразователя аналог — код, первый выход которого соединен через блок

-формирования команды "Конец анализа" с информационным входом блока управ25

30 ления режимами работы устройства, второй выход через блок счетчиков соединен с первым входом блока индикации, а третий выход преобразователя аналог — код соединен с первым управляющим входом блока управления клапанами, первый выход блока управления режимами работы устройства соединен с управляющим входом вакуумнасоса, второй — с вторым управляющим

40 входом блока управления клапанами, третий выход блока управления режимами работы устройства соединен с управляющим входом блока управления режимом работы печи, первый и второй вы4 ходы блока управления клапанами сое" динены с управляющими обмотками первого и второго клапанов, третий выход блока управления клапанами соединен с вторым информационным входом блока

50 индикации, четвертый выход блока управления режимами работы устройства соединен с входом сброса блока счетчиков