Устройство подачи газовой пробы к измерительному преобразователю

 

Изобретение относится к газовым пробоотборникам и используется при определении состава различных газовых смесей. Устройство содержит газопровод для подачи пробы, сообщенный с побудителем расхода, и газопровод подачи поверочной газовой смеси из баллона, подключенные через дроссель к измерительному преобразователю. Устройство содержит электромагнитный клапан и электрокоммутирующее устройство. Побудитель расхода выполнен в виде мембранного насоса, включающего головку с двумя входными и одним выходным клапанами и управляемую с помощью электродвигателя эластичную мембрану. Первый входной клапан соединен с газопроводом подачи пробы, второй входной клапан соединен через электромагнитный клапан с баллоном с поверочной газовой смесью. Вход электромагнитного клапана и управляющий эластичной мембраной электродвигатель соединены с выходами электрокоммутирующего устройства. Устройство является простым по исполнению и надежным в работе. 1 ил.

Изобретение относится к газовым пробоотборникам, а именно к устройствам подачи газовой пробы к измерительному преобразователю, и может быть использовано при определении состава различных газовых смесей, в том числе агрессивных и высокотемпературных, в частности автомобильных выхлопов.

Одной из актуальных задач газового анализа является проблема автоматической подачи поверочной газовой смеси в процессе эксплуатации газоанализатора. При этом параметры поверочной газовой смеси (давление, расход, температура) должны соответствовать параметрам основного газового потока анализируемой пробы.

Известно устройство, содержащее газопровод для отбора проб, соединенный через коммутирующую аппаратуру с распределительным устройством и далее фильтром, дросселем, побудителем расхода (SU, авторское свидетельство, 1006966, G 01 N 1/22, 1982). Однако при анализе агрессивных и высокотемпературных газов с температурой свыше 100^oC коммутирующая аппаратура быстро выходит из строя из-за разрушающего воздействия газа, что приводит к частой замене и ремонту элементов устройства.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является устройство подачи выхлопного газа, содержащее входной газопровод с последовательно установленными побудителем расхода, пневмоклапаном, осуществляющим подачу поверочной смеси, дросселем и измерительным преобразователем. Управление работой пневмоклапана осуществляется с помощью электромагнитного клапана сжатым воздухом, поступающим по соответствующему газопроводу, а режим работы устанавливается при помощи электрокоммутирующего устройства (SU, авторское свидетельство, 1291837, G 01 N 1/22, 1985).

Недостатками известного устройства являются относительно высокая энергоемкость из-за использования пневмоклапана, а также сложность подачи поверочной газовой смеси и исследуемой пробы при одних и тех же параметрах, что снижает надежность его работы.

Задачей настоящего изобретения являлось упрощение конструкции, снижение энергопотребления при обеспечении высокой точности измерений.

Поставленная задача решается тем, устройство подачи газовой смеси к измерительному преобразователю, содержащее газопровод для подачи пробы и газопровод подачи поверочной газовой смеси из баллона, подключенные через дроссель к газоизмерительному преобразователю, а также электромагнитный клапан и электрокоммутирующее устройство, отличается тем, что побудитель расхода выполнен в виде мембранного насоса, включающего головку с двумя входными и одним выходным клапанами и управляемую с помощью электродвигателя эластичную мембрану, при этом первый входной клапан побудителя расхода соединен с газопроводом подачи пробы, второй входной клапан соединен через электромагнитный клапан с баллоном с поверочной газовой смесью, а вход электромагнитного клапана и управляющий эластичной мембраной электродвигатель соединены с выходами электрокоммутирующего устройства.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства подачи газовой смеси.

Как следует из чертежа, побудитель расхода 1 через первый входной клапан 2 соединен с газопроводом подачи пробы 3, через второй входной клапан 4 и электромагнитный клапан 5 - с газопроводом подачи поверочной газовой смеси 6 из баллона 7, а через выходной клапан 8 и дроссель 9 - с измерительным преобразователем 10. Электрокоммутирующее устройство 11 соединено с входами электромагнитного клапана 5 и электродвигателем 12, управляющим работой мембраны 13 побудителя расхода 1.

Устройство обеспечивает работу газоанализатора в двух режимах: режиме анализа газовой смеси и режиме калибровки измерительного преобразователя поверочной газовой смесью.

В режиме "анализ" устройство работает следующим образом. На двигатель 12, который управляет мембраной 13 побудителя расхода 1, подается электропитание от электрокоммутирующего устройства 11 и осуществляется отбор газовой пробы по газопроводу 3 от исследуемого объекта через первый входной клапан 2 побудителя расхода. Далее через выходной клапан 8 побудителя расхода 1 и дроссель 9 проба газа подается на газоаналитический измерительный преобразователь 10. При этом при сжатии газа в камере побудителя расхода 1 второй входной клапан 4 закрывается, что исключает перетекание пробы в газопровод подачи поверочной смеси 6.

При анализе агрессивных и высокотемпературных газов предусмотрена термостабилизация (обычно охлаждение до комнатной температуры) входного газопровода 3. При этом нет необходимости в термостатировании других элементов установки - побудителя расхода 1 и измерительного преобразователя 10. Следовательно, предотвращается коррозия этих элементов из-за влаги или конденсации компонентов анализируемой пробы газовой смеси.

В режиме "калибровка" на электромагнитный клапан 5 подается электропитание от электрокоммутирующего устройства 11. Поверочная газовая смесь из баллона 7 под избыточным давлением через электромагнитный клапан 5 и второй входной клапан 4 поступает в камеру побудителя расхода 1, а затем через выходной клапан 8 и дроссель 9 - на вход измерительного преобразователя 10. При этом под действием избыточного давления поверочной газовой смеси первый входной клапан закрывается, исключая ее поступление в газопровод 3.

Благодаря предложенной конструкции устройства подача газовой пробы при работе в режиме "анализ" и поверочной газовой смеси при работе в режиме "калибровка" осуществляется при одинаковых значениях давления и расхода. Практически одинаковое значение температуры газовой пробы и поверочной газовой смеси обеспечивается термостатированием газопровода 3.

В режиме "анализ" побудитель расхода обеспечивает подачу газовой пробы под необходимым давлением и расходом, которые задаются пневмосопротивлением (дросселем 9).

В режиме "калибровка" необходимое давление поверочной газовой смеси устанавливается не только дросселем 9, но и стабилизатором давления газа (на чертеже не показан), который установлен на баллоне с поверочной газовой смесью.

Предлагаемое устройство является простым по исполнению и надежным в работе, не требует больших затрат энергии для коммутации потоков проба - поверочная газовая смесь.

Формула изобретения

Устройство подачи газовой смеси к измерительному преобразователю, содержащее газопровод для подачи пробы, сообщенный с побудителем расхода, и газопровод подачи поверочной газовой смеси из баллона, подключенные через дроссель к измерительному преобразователю, а также электромагнитный клапан и электрокоммутирующее устройство, отличающееся тем, что побудитель расхода выполнен в виде мембранного насоса, включающего головку с двумя входными и одним выходным клапанами и управляемую с помощью электродвигателя эластичную мембрану, при этом первый входной клапан побудителя расхода соединен с газопроводом подачи пробы, второй входной клапан через электромагнитный клапан - с баллоном с поверочной газовой смесью, а вход электромагнитного клапана и управляющий эластичной мембраной электродвигатель соединены с выходами электрокоммутирующего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1