Устройство для стабилизации коэффициента передачи газоанализатора

 

i i1 558263

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со оз Саввтоиии

Социалистически

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.75 (21) 2151185/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликовання описания 21.06.77 (51) М. Кл G 05В 11/06

G 01И 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УД1 543.272.082,5 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Б. Г. Кадук, А. А. Кравченко, В. Ф. Примиский и С. И. Рудковский

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА

П ЕР ЕДАЧ И ГАЗ ОАНАЛ И ЗАТО РА

Изобретение относится к системам автостабилизации коэффициентов передачи измерительных каналов и может быть использовано для анализа газов с помощью тепловых средств.

Известны газоанализаторы с переменными коэффициентами передачи измерительного канала (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стабилизации коэффициента передачи газоанализатора, содержащее регистрирующий блок и последовательно соединенные блок очистки смеси, подключенный к входному каналу устройства, измерительный преобразователь и усилитель (2), Стабилизация коэффициента передачи измерительного канала в известных газоаналитических системах осуществляется путем периодической калибровки эталонными контрольными газовыми смесями.

Недостатками такой схемы построения измерительного канала газоаналитической системы являются необходимость наличия эталонных поверочных газовых смесей, периодическое отключение измерительного канала от исследуемой газовой среды в период калибровок, невозможность регулировки коэффициента передачи измерительного канала в период между калибровками и, как следствие, этого увеличение погрешности измерений.

Для повышения точности работы в предлагаемом устройстве установлены газовый гене5 ратор, блоки вычитания, блок сравнения и пневмоэлектрический преобразователь, через который газовый генератор, соединенный с входом измерительного преобразователя, подключен к входам блока сравнения и первого

10 блока вычитания, другой вход которого связан с выходом усилителя, а выход — с входами регистрирующего блока и второго блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом усилителя, а выход — со вторым

15 входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом усилителя и регистрирующего блока.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства, содержащего входной

20 канал 1, блок 2 очистки смеси, измерительный преобразователь 3, газовый генератор 4, пневмоэлектрический преобразователь 5, усилитель 6, первый и второй блоки вычитания 7, 8, блок сравнения 9 и регистрирующий

25 блок 10.

Входной канал устройства 1 через блок 2 очистки смеси соединен с входным газовым трактом измерительного преобразователя 3.

Выход газового генератора 4 включен во вход30 ные газовые тракты измерительного преобра558263

15 — з хр f () °

3 зователя 3 и пневмоэлектрического преобразователя 5. Выход измерительного преобразователя 3 через усилитель 6 соединен с одним из входов первого блока вычитания 7 и с одним аз входов второго блока вычитания 8. Выход пневмоэлектрического преобразователя 5 соединен с одним входом блока сравнения 9 и со вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с информативным входом регистрирующего блока 10 и со вторым входом второго блока вычитания. Вход второго блока вычитания соединен со вторым входом блока сравнения 9, а выход последнего соединен с управляющими входами усилителя 6 и регистрирующего блока 10.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая газовая смесь, содержащая газовый компонент, на который настроен измерительный преобразователь, с .искомой концентрацией хь поступает через блок очистки смеси во входной газовый тракт измерительного преобразователя 3, куда также непрерывно поступают с выхода газового генератора 4 порции чистого газа (однородных с анализируемым компонентом; форма газовых импульсов может быть любой — колоколообразной, прямоугольной, треугольной), концентрация которых х, по отношению к анализируемой газовой смеси изменяется по закону

1(/). Таким образом, концентрация анализируемого компонента на входе измерительного преобразователя 3 определится как х,+х, f(t), т. е. производится газовая модуляция исследуемого компонента. С учетом вышеизложенного на выходе измерительного преобразователя 3 появится сигнал: у,„= (х, + х,-j (г)) k, = х, k, +х,А, f (/), где k< — коэффициент передачи измерительного преобразователя 3. З,алее, g», проходит через у.силитель б, после чего на его выходе получим

Z,= — д,„k,=К k, х,+k k,, х, f(t), где kz — коэффициент передачи усилителя 6.

Сигнал Z> поступит на входы блоков вычитания 7 и 8, осу.ществляющих выделение измерительного сигнала и выделение модулирующего сигнала, Так как давление и объем на выходе газового генератора 4 прямо пропорционально концентрации х, j(t), то электрический сигнал на выходе пневмоэлектрического преобразователя 5 можно представить в виде

f,=k, х, f(i), где /гз — коэффициенr передачи пневмоэлектрического преобразователя 5. Сигнал j> поступает на первый блок вычитания 7 и блок сравнения 9, после чего блоком 7 будет произведена операция

Q,=Z,— f,=k, k, х,+k, /г, х, j(i)— — k х 1{/):k,.k, х, +х (k k,— Уг,).f (г).

4

Разностный сигнал Q поступает на вход регистрирующего блока 10. Так как в выражении Q< слагаемое х„ f (t) (k k,— 4) постоянно, т. е. заранее известны k, lг, /г„-, х, f(t), то эта постоянная вводится в регистрирующий блок 10, и в дальнейшем вычитается из выра кения Qy и в результате остается толь; о

Qpe>= г 4 х .

Сигнал Q< кроме того поступает во второй блок вычитания 8, где производится операция вычитания:

P =Z, — Q, =k,.k, х,+k, k,.õ, f (t)— — k, k,.х, — k, k, х j(t) +k, х, f (t) =

Таким образом, в результате проведенных операций была выделена модуляционная огибающая Р, которая сравнивается в блоке сравнения 9 с исходным модулирующим сигналом f>. Если в результате сравнения окажется, что Р = ь то это будет свидетельствовать об изменении коэффициентов k или 4, которое повлечет увеличение погрешности измерительного канала (изменение Qpea=

=/г 4 х ).

Чтобы этого не произошло, блок сравнения

9 в соответствии с величиной неравенства Р и j> выдает сигнал на управляющий вход усилителя 6, с целью приведения и к заданному значению, так как выражение определяется произведением ki и Й, то уход коэффициента

Й можно компенсировать соответствующим изменением kq. Кроме того, управляющий сигнал с блока сравнения 9 поступит также в регистрирующий блок 10, где соответственно изменяет 4 в запомненной поправке, т. е. происходит непрерывная стабилизация коэффициента передачи измерительного канала, и тем самым повышается точность измерений.

Вопрос стабилизации коэффициента передачи измерительного канала возникает вследствие неселективности измерительных преобразователей, т. е. это значит, что преобразователи реагируют не только на тот газ, на который они настроены, но и на другие газы, находящиеся в газовой пробе. Поэтому приходится периодически калибровать поверочными смесями измерительные преобразователи, данные этих калибровок (по нескольким характерным точкам градуировочной кривой) вводить в устройство обработки информации, стоящее после измерительного преобразователя.

Предложенное устройство позволяет отказаться от дорогостоящих поверочных смесей, вести непрерывную автоматическую стабилизацию коэффициента передачи измерительного канала.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации коэффициента передачи газоанализатора, содержащее ре558263,4

Составитель А. K1 мскина

Техред М, .егненов

Редактор И. Ц1ейкнн.,ор 31 ., о i О. 1 1о нна

Заказ 1251 8

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совеча Ми .:; "р. в ЗС(1 по делам изооретсний1 и открв,-таит

113035, Москва, )K-35, Раушская .:ап., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 гистрирующий блок и последовательно соединенные блок очистки смеси, подкп.оченпый к входному каналу устройства, измерительный преобразователь и усилитель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устроиства, в ..см установлены газовый генератор, блоки вычитания, блок сравнения и пневмоэлектрический преобразователь, через который газовый генератор, соединен: ый с входом измерительного преобразов",òåëè, подключен к входам блока сравнc:- ия и первого блока вычитания, другой вход оторого связан с выходом усилителя, а выход — с входами регистр11ру1ощего блока и второго блока вычитания, другой вход которого соединен с выходогм усилителя, а выход — co вто1;i,!м входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом усилите5 ля и регистрирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Со. «Автоматизация — 69». Ганс Вайман, 10 «Газоаналитическ".ÿ система фирмы «Гартман и Браун».

2. Описание устройства il работы системы

«1 АФЛ-ИН)К111-П1РИНГ», ВНИИАЧЕРМЕТ, Москва, 19G8.