Устройство для измерения параметров парогазовой среды

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в метеорологии и химической промышленности для измерения влажности и температуры в газах и свободной атмосфере с повышенной точностью. Устройство содержит U-образную трубку 1 с манометрической жидкостью, одно колено которой содержит расширительный сосуд 4, подключенный к пробковому крану 5 с заборным патрубком 6, а другое колено подключено к второму пробковому крану 8, связанному с первым краном 5 посредством соединительной трубки 9. В полости крана 8 размещены измеритель 12 температуры и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, а пробка крана 5 с заборным патрубком снабжена мерным отсеком 21 и полостью 22, соединенной с исследуемой газовой средой посредством масляного затвора. Корпус и пробка крана 5 с заборным патрубком на уровне полости 22 содержит две пары отверстий, причем одна смежная пара отверстий 31 соединена с одним коленом U-образной трубки, а другая пара смежных отверстий 30 соединена с другим коленом посредством соединительной трубки 32. К пробковому крану 8 с электрохимическим элементом подключен дополнительно мерный сосуд 34 с регулируемым объемом. 1 ил.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 5 G 01 ? 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

87 бб

57

42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И306РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1486815 (21) 4624220/24-10 (22) 22.12.88 (46) 30.11.90. Бюп. Р 44 (71) Высокогорный геофизический институт Госкомгидромета СССР, r. Нальчик ° (72) Х.-M.Õ.Áàéñèåâ, M.Т.Абшаев, А. В. Петр ухи н и В, M. Ла нин (53) 531. 787 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 1486815, кл, G 01 L 7/18, 01.07,87.

2 (54) УСТРОЙСТВО,ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАРОГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в метеорологии и химической промышпенности для измерения влажности и температуры в газах и свободной атмосфере с повышенной точностью. Устройство содержит U-образную трубку 1 с манометрической жидкостью, одно колено которой содержит расширительный сосуд 4, подключенный

1610326 к пробковому крану 5 с заборным патрубком 6, а другое колено подключено к второму пробковому крану 8, связанному с первьм краном 5 посредством соединительной трубки 9,.В полости крана 8 размещены измеритель 12 температуры и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, а пробка крана 5 с заборным патрубком снабжена мерным отсеком 21 и полостью 22, соединенной с исследуемой газовой средой посредством масляного затвора, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения парциального давления водяных паров, водности и температуры в газах и свободной атмосфере.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров парогазовой среды.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит U-образную трубку 1, заполненную манометрической жидкостью 2. Колено 3 U-образной трубки 1 содержит расширительный сосуд 4, подключенный к пробковому .крану 5, содержащему заборный патрубок

6. Второе колено 7 U-образной трубки 1 подключено к второму пробковому крану 8, связанному с краном 5 посредством соединительной трубки 9.

В полости 10 пробки 11 размещены измеритель 12 температуры (например термопара) и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, подключенные соответственно к гермовводам 14 и 15, расположенным в торцовой части пробки 11. Влагоразлагающий электрохимический элемент 13 состоит из пористого стеклянного основания 16, заключенного между двумя коаксиальными эл ектродами 17 и 18. Коаксиальный электрод 17, выполненный в виде цилиндра охватывает основание 16 снаружи, а коаксиальный электрод 18 выполненный в виде стержня, установлен в центре основания 16. Внутренняя поверхность пор основания 16 покрыта гидратированной пленкой пятиокиси фосфора Р О,-, которая может быть по.лучена смачиванием пористого основания водным раствором Р О и последую25

Корпус и пробка крана 5 с заборным патрубком на уровне полости 22 содержит две пары отверстий, причем одна смежная пара отверстий 31 соединена с одним коленом U-образной трубки, а другая пара смежных отверстий 30 соединена с другим коленом посредством соединительной трубки 32. К пробковому крану 8 с электрохимическим элементом подключен дополнительный мерный сосуд 34 с регулируемым объемом. I ил. щим высушиванием при пропускании электрического тока. Наружный электр од 1 7 эл ектр охимическог о эл емента

13 герметично закреплен в полости пробки 11 и обеспечивает тем самым прохождение газов только через пористое основание 16. Пробка 11 содержит отверстие 19, совмещенное с отверстием соединительной трубки 9.

Пробка 20 крана 5 содержит мерный отсек 21 и полость 22, разделенные перегородкой 23. Полость 22 связана с внешней средой через масляный затвор 24. Масляный затвор 24 представляет собой расположенную у основания крана 5 емкость 25 с манометрической жидкостью 26, свободное пространство которой связано с внешней газовой ср едой и оср едс твом патр убка 27. При этом в манометрическую жидкость.26 на некоторую глубину опущена трубка

28, сообщающаяся с полостью 22. Корпус 29 и пробка 20 крана 5 на уровне полости 22 содержит две пары ответных отверстий 30 и 31, причем одна пара ответных отверстий 30 связана с коленом 7 посредством соединительной трубки 32, а другая пара отверс". тий 31 связана с коленом 3 U-образной трубки 1. К пробковому крану 8 с помощью соединительного патрубка

33 подключен мерный сосуд 34, выпол енньй в виде стеклянного цилиндра с регулируемым объемом полости 35.

Мерный сосуд 34 содержит в полости

35 поршень 36 с уплотнительными кольцами 37, обеспечивающими необходимую герметичность полости 35. В верхней части сосуда 34 размещена крышка 38 с резьбовым отверстием 39, куда вкручен регулирующий винт 40, связанный

Р,Ч, т

Ч Т, (— ), где Г, 35

40

5 161 с поршнем 36. Сосуд 34 прикреплен к корпусу крана 8 с помощью стяжки 4 1.

На боковой поверхности сосуда 34 нанесена шкала 42 делений, позволяющая определить объем свободного пространства пробкового крана 8 (в том числе и объем полости 35, мерного сосуда

34 и соединительных трубок 9, 7 и 32, примыкающий к крану 8). Пробка 20 на уровне заборного патрубка 6 и соединительной трубки-9 содержит два отверстия 43 и 44 ° Угол между осями отверстий составляет 90 . Отверстие

44 размещено на пробке 20 так, что при совмещении ее с отверстием соединительной трубки 9, совмещаются ответные отверстия 30 и 31 на кране 5. U-образная трубка 1 снабжена линейкой 45 для отсчет уровня манометрической жидкости в коленах 3 и 7.

Устройство работает следукщим образом.

Перед осуществлением измерения выравнивают давление в коленах 3 и 7

U-образной трубки 1, совмещая враще нием пробки 20 отверстия 30 и 31.

При этом совмещается также отверстие

43 пробки 20 с отверстием канала соединительной трубки 9. После этого мерный отсек 21 подключают к внешней среде, содержащей водяной пар, поворачивая пробку 20 вправо на 90

При этом отверстие 43 пробки 20 совмещается с каналом заборного патрубка 6, что обеспечивает возможность диффузии водяных паров из внешней среды в полость мерного отсека 21.

После истечения времени, достаточного для выравнивания давления паров в мерном отсеке 21 и окружа,ошей среде, мерный отсек подключают к влагоразлагаюшему электр охимич ескому, элементу 13, поворачивая пробку 20 влево на 90 . При этом совмещаются отверстие 43 с каналом соединительной трубки 9, а также ответ ные отверстия 30 и 31 крана 5. После полного осаждения пара на поверхности гидратированной пленки P О отсек 21 подключают к внешней среде, поворачивая пробку

20 крана 5 вправо на 90, а затем к электродам 17 и 18 через гермовводы

15 подают напряжение постоянного тока порядка 6-12 В. Под действием электрического тока водяной пар, поглощенный гидратированной пленкой

Р О, разлагается на водород и кислород, создающие в колене 7 трубки 1

0326 6 избыточное давление. После разложения всей влаги на гидратированной пленке Р О, регистрируемое по вели5 чине тока электролиза, перемещая поршень 36 вверх или вниз в коленах 3 и

7 U-образной трубки 1 устанавливают разность уровней манометрической жидкости, которую можно будет измерить с достаточно высокой точностью. От того, насколько точно будет измерена эта разность, будет зависеть и точность измерения искомого параметра парогазовой среды (парциального давления пара или водности) . Поэтому, перемещением поршня 36 вверх или вниз, необходимо создать в левом кол ене 7 такое давление газ ов, при котором разность уровней будет охва20 тывать весь рабочий диапазон шкалы линейки 45. Затем регистрируют температуру газов в левом колене 7 с помощью измерителя 12, а также определяют объем, занимаемыи газом в

25 том же левом колене 7, по шкале 42 мерного сосуда 34.

Истинное значение давления P водя-. ного пара в исследуемой среде определяют по формуле — давление газов в левом колене U-образной трубки 1, мм масляного столба (опр ед еляют п о шкал е линейки 45), — объем, занимаемый газом в левом колене 7 U-образной трубки 1, лР (данный объем включает свободный объем крана

8, объем полости сосуда

34 и свободный объем соединительных трубок

9, 7 и 32, примыкающих к крану 8), Т и Т вЂ” температура парогазовой

1 среды соответственно в окружающей среде и в левом колене 7 U-образной трубки 1, К, объем мерного отсека

21, м °

55 Истинное измеряемое давление водяных паров может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на электролиэ воды, по формуле

1610326

W= (— "— ) > (3) Р2

R Т, Т

P ** CTQ/V .(2) где . р

Р иР

Т1 и Т

Фор мул

Устройство для измерения параметров парогазовой среды по авт.св.

N- 1486815, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено мерным сосудом с регулируемым объемом, подсоединенным с помощью патрубка к полости второго пробкового крана, в котором установлен электрохимический элемент.

Составитель Н.Иатрохина

Техред И.Дидык " . Корректор Л,Бескид

Редактор А.Ренин

Заказ 3731 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 где. С - постоянный крэффициент, Т вЂ” температура газов, измеренная с помощью термопары, К, V - объем мерного отсека 21, м, Q — количество электричества, затраченного на электролиз воды, К.

При измерении водности облачной среды с борта летающих лабораторий (ИЛ-18Д, ИЛ-14, АН-12БП) заборный патрубок 6 подключают к облачной среде, содержащей не только водяной пар, но и капельки воды диаметром до

300 мкм. При этом по выше изложенной методике определяют давление P газов, образовавшихся в левом колене при разложении мелких частичек воды и пара облачной среды. Затем патрубок подкпючают к специально размещенной за бортом самолета емкости, содержащей дистиллированную воду, ч определяют давление Р водяного пара имеюУ 25 щего ту же температуру, что и облачная среда, после чего водность W облачной среды определяют по формуле — молекулярный вес воды; — давление газов в левом колене манометра, соответственно, при разложении частичек воды и пара облачной среды и чистого пара, — универсальная газовая постоянная, — абсолютная температура

r аз ов в л евом колене манометра и, соответственно, облачной среды, а,из обр ет ения