Устройство для контроля расхода газа

 

Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности и позволяет расширить технологические возможности путем смещения контроля в область высоких давлений контрольного газа. Высокопрочный герметичный корпус 1 заполнен к из льОам яет ти сокоен к изделию жидкостью 2 с добавками, понижающими коэффициент ее поверхностного натяжения . Трубка 3 ввода, идущая от эталонной емкости, соединена с сосудом ниже уровня жидкости. Трубка 4 вывода соединена с корпусом 1 выше уровня жидкости и подводится к контролируемому изделию. Корпус 1 снабжен диаметрально противоположными гермопроходниками 5, 6 с заделанными в чих световодами 7, 8, по которым идет сигнал от источника 9 света к приемнику 10 света, по пути регистрируя наличие, частоту появления и размеры пузырьков газа, выходящих из наконечника 12, за время контроля . Между трубкой 3 ввода и наконечником 12 расположен промежуточный объем 11, заполненный проницаемым для газа и непроницаемым для жидкости материалом. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ жидкостью 2 с добавками, понижающими коэффициент ее поверхностного натяжения, Трубка 3 ввода, идущая от эталонной емкости, соединена с сосудом ниже уровня жидкости, Трубка 4 вывода соединена с корпусом 1 выше уровня жидкости и подводится к контролируемому изделию. Корпус 1 снабжен диаметрально противоположными гермопроходниками 5, 6 с заделанными в них световодэми 7, 8, по которым идет сигнал от источника 9 света к приемнику 10 света, по пути регистрируя наличие, частоту появления и размеры пузырьков газа, выходящих из наконечника 12, за время контроля. Между трубкой 3 ввода и наконечником

12 расположен промежуточный обьем 11, заполненный проницаемым для газа и непроницаемым для жидкости материалом. 5 з,п.ф-лы, 1 ил. гЙлага (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ГАЗА (57) Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности и позволяет расширить технологические возможности путем смещения контроля в область высоких давлений контрольного газа, Высокопрочный герметичный корпус 1 заполнен

/Ги (21) 4849729/28 (22) 10.07.90 (46) 30,08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Экспериментальный машиностроительный завод им. В.М. Мясищева (72) А,Ф. Верещагин и Я,П, Урсегов (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1312425, кл. G 01 M 3/06, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1226098, кл. G 01 М 3/26, 1987, „„Я „„1758461 А1 (я)5 G 01 M 3/26

1758461

45

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проверки герметичности изделий.

Известно устройство для контроля расхода газа, позволяющее повысить надежность контроля путем исключения влияния остаточных пузырьков.

Это техническое решение не дает возможности применять его для пузырьков разного диаметра и предусмотрено для способа, когда в определенной стадии контроля пузырьки исчезают; в процессах, когда поддерживается режим непрерывного образования пузырьков, например при способах с применением контрольной течи, данное техническое решение оказывается бесполезным.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля расхода газа, содержащее герметичный корпус, частично заполненный жидкостью, трубку ввода газа, срез которой находится ниже уровня жидкости, трубку вывода, установленную выше уровня жидкости, источник и приемник света, расположенные на одном уровне с диаметрально противоположных сторон трубки вывода, Недостатком известного устройства является то, что оно не приспособлено для применения в области высоких давлений контрольного газа, так как сосуд устройства изготовлен из прозрачного материала, в большинстве своем хрупкого и не выдерживающего высокого давления, например, в

1000 кгс/см .

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей путем обеспечения контроля при высоких давлениях контрольного газа.

Для этого корпус выполнен металлическим с четырьмя попарно диаметрально противоположными каналами, трубки ввода и вывода заделаны в одной паре каналов, а устройство снабжено гермопроходниками со световодами, заделанными в другой паре каналов. Для повышения чувствительности устройства жидкость имеет добавки, понижающие коэффициент ее поверхностного натяжения.

Источник света представляет собой лазер, а приемник света — приемник лазерного излучения.

Трубка ввода газа имеет наконечник с регулируемой настройкой по величине вылета и по внутреннему диаметру. Наконечники выполнены сменными.

Устройство содержит также вкладыш, выполненный из материала, проницаемого для газа и непроницаемого для жидкости, и

30 расположенный между трубкой ввода газа и наконечником.

Сущность изобретения поясняется чертежом, Устройство для контроля расхода газа (пневморасходомер) содержит металлический герметичный корпус 1, представляющий собой герметизированный сосуд, заполненный жидкостью 2. Это заполнение осуществляется только частично. По форме корпус 1 выполнен с четырьмя попарно диаметрально противоположными каналами.

В одной паре каналов заделаны трубка 3 ввода газа и трубка 4 вывода газа. Срез трубки 3 ввода газа расположен ниже уровня жидкости, а трубка 4 вывода газа — выше уровня жидкости. В другой паре каналов заделаны гермопроходники 5 и 6 со световодами 7 и 8, один иэ которых идет от источника 9 света, а другой идет к приемнику 10 света. Световоды 7 и 8 расположены на одном уров. е с диаметрально противополож-ных сторс н от трубки ввода 3, В промежуточном обьеме сосуда 1 расположен заполняющий его вкладыш 11 из материала, проницаемого для газа и непроницаемого для жидкости, Источником 9 света служит лазер, а приемником 10 света — специальный приемник лазерного излучения.

Жидкость 2, заполняющая сосуд, содержит добавки, понижающие коэффициент ее поверхностного натяжения. Трубка 3 ввода газа снабжена наконечником 12 с регулируемой настройкой по величине вылета и по внутреннему диаметру. Для настройки и регулировки диаметра образующихся пузырьков в жидкости 2 наконечник 12 изготовляется, например, из твердой резины с РегОз-наполнителем, Расположенный снаружи сосуда 1 электромагнит (не показан) меняет геометрию материала, то увеличивая, то уменьшая внутренний диаметр отверстия и вылет наконечника. Наконечники могут быть сменными.

Все элементы конструкции технологичны. Например, в качестве сосуда с гермопроходниками можно использовать крестовину проходную 4-13А ГОСТ 13967-74 с накидными гайками А-12А ГОСТ 13957-74, применяемыми при температуре от -60 до

+500 С и давлении до 108 МПа (1060 кгс/см ), техусловия по ГОСТ 13977 — 74, или, 2 например, полупроницаемый материал— набор керамических фильтров разной капиллярности, Патрубки гермопроходников отогнуты для упрочнения заделки световодов, противостоящей высокому давлению.

1758461

20

В качестве источника света выбирают красный "холодный" лазер, длина световой волны которого наиболее близка к зеленой.

Выпускаемые промышленностью фототиристоры более чувствительны к зеленому свету, а фокусировка до 20 мкм в диаметре с длиной обжатия луча до 20 мм возможна только у красных лазеров.

Устройство работает следующим образом.

Перепадом давления между трубкой 3 ввода и трубкой 4 вывода создается поток газа, пробулькиваемого через жидкость 2, Световой сигнал от источника 9 света посредством световода 7 проходит сквозь жидкость 2 над наконечником 12, участвующим в образовании пузырьков. Пересекаясь с лучом, пузырек расфокусирует последний, что воспринимается приемником 10 света посредством световода 8 как отсутствие сигнала или его ослабление. Отсутствие сигнала означает наличие пузырька настроечного диаметра, а по степени ослабления сигнала можно судить о диаметре пузырька, что важно при преждевременном отрыве пузырька от наконечника 12 или других причинах колебания размеров пузырьков.

Количество пузырьков определенного диаметра в единицу времени соответствует расходу газа, проходящего через пневматический рзсходомер. Наличие промежуточного объема 11 между наконечником 12 и трубкой 3 ввода газа, заполненного полупроницаемым материалом, исключает встречную потоку газа миграцию жидкости

2, Используемые материалы сосуда имеют предел прочности на растяжение 600 — 7000 кгс/см, Материал заделки определяет прочность световода и герметичность сопряжения деталей, клей марки ВК-9 имеет предел прочности 2000 кгс/см .

Варьирование диаметра воздушного пузырька с целью настройки пределов измерения и обеспечения точности устройства путем изменения внутреннего диаметра и вылета трубки ввода газа с помощью электромагнита можно осуществлять дистанционно, так как материал корпуса магнитопроницаем, материал наконечника трубки ввода эластичен и содержит ферромагнетиковый наполнитель. В упрощенном варианте можно пользоваться сменными наконечниками.

Целесообразность варьирования определяется смещением контроля в области высокого давления, поскольку при большом давлении маленькие изменения диаметра пузырьков связаны с большими перепадами по расходу газа.

Добавление спиртов в рабочую жидкость позволяет уменьшить диаметр пузырьков, повышая чувствительность прибора.

Регистрация пузырьков малого диаметра (d 20 мкм} обеспечивается состоянием лазерной и электронно-оптической техники и перспективами ее развития.

Устройство способно работать при высоких давлениях испытательного газа в качестве индикатора утечек, обладает высокой чувствительностью и точностью по сравнению с существующими перепадами давления. Относительная ошибка не зависит от давления испытательного газа, так как расход в пневматическом расходомере пропорционален давлению, Поскольку расход не зависит от объема изделия, то абсолютная ошибка не меняется в зависимости от контролируемого объема. Предел нечувствительности — минимальный объем пузырька, образующегося в жидкости, деленный на объем изделия (в /), зависит от объема контролируемого изделия. Следовательно, для контроля изделий малого объема с целью повышения предела нечувствительности расходомера, целесообразно применять.,",îполнител ьные герметичные (или с известной степенью герметичности) емкости.

Возможно повышение точности и чувствительности расходомера путем распределения луча лазера по отдельным волокнам световода, с каждого из которых снимается свойсигнал. Всезависитотдиаметра волокна и расстояния между соседними волокнами.

Возможно распределение по диаметру луча лазера информации, например, о длине световой волны, которая обрабатывается приемником лазерного излучения. Это, наряду с уменьшением диаметра пузырьков, образующихся в пневморасходомере, путем, например, уменьшения диаметра трубки ввода, очень перспективно.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля расхода газа, содержащее герметичный корпус, частично заполненный жидкостью, трубку ввода газа, срез которой находится ниже уровня жидкости, трубку вывода, установленную выше уровня жидкости, источник и приемник света, расположенные на одном уровне с диаметрально противоположных сторон трубки ввода, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспе ения контроля IlpL1 высоких давлениях гвэа, корпус выполнен металлическим с четырьмя попарно диаметрально противоположными

175S461

Составитель И.Кузнецова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л,Лукач

Редактор A.Îãàð

Заказ 2992 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Il3T8HT", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 каналами, трубки ввода и вывода заделаны в одной паре каналов, а устройство снабжено гермопроходниками со световодами, заделанными в другой паре каналов.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, жидкость имеет добавки, понижающие коэффициент ее поверхностного натяжения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл и ч а ющ е е с я тем, что источник света представляет собой лазер, а приемник света — приемник лазерного излучения.

4, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что трубка ввода газа имеет наконечник с регулируемой настройкой по величине вылета и по внутреннему диаметру.

5 5. Устройство по пп. 1 и 4. о т л и ч а ющ е е с я тем, что наконечники выполнены сменными.

6. Устройство по пп. 1 — 5, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно содержит вкладыш, выпол10 ненный из материала, проницаемого для газа и непроницаемого для жидкости, и расположенный между трубкой ввода газа и наконечником.