Струйный акустический газоанализатор периодического действия

 

О САЙИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииесеа

Республик иц 6739ОБ

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.06.77 (21) 2494989/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

G 01 N 29/02

Гасударственный нвмнтет

СССР

hh делам нзвбретвннй н вткрытнй

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.07.79 (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Г. Зисер и И. И. Власов

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. Н. Туполева (71) Заявитель (54) СТРУЙНЪ|Р1 АКУСТИЧЕСКИР1 ГАЗОАНАЛИЗАТОР

ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕр1СТВИЯ

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для анализа состава газовых смесей в процессах химической технологии, связанной с переработкой продуктов в газовой фазе.

Известны газоанализаторы, содержащие два идентичных акустических генератора— рабочий и эталонный. В этом случае измеряется относительное изменение состава анализируемой газовой смеси, и при одинаковых параметрах (например, температуре) эталонного и исследуемого газа с изменением этих параметров при постоянном составе газа выходной сигнал, пропорциональный отношению частот акустических измерительных преобразователей (ИП), не изменяется (1). Однако они недостаточно точны. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является газоанализатор, содержащий рабочий и эталонный измерительные преобразователи в виде струйно- акустических генераторов, систему прокачивания газов через измерительные преобразователи, счетный блок сравнения, к которому подключены пьезодатчики струйно-акустических генераторов, и выходное устройство (2). В этом газоанализаг.ре применение эталонного измерительного преобразователя позволяет искл.очать только температурную погрешность. Изменение давления анализируемого газа (при постоянном давлении эталонного) вызывает изменение его плотности и скорости течения через рабочий измерительный преобразователь и, вследствие зависимости частоты струйно-акустического преобразователя от плотности газа и скорости газовой струи, появляется погрешность в определении состава газа.

Целью изобретения является повышение точности измерения состава газа (газоанализа) за счет уменьшения погреш1 ностей, связанных с изменением давления анализируемого газа. В описываемом газоанализаторе это достигается тем, что он снабжен сильфоном-емкостью для эталонного газа, двумя концевыми излучателями и реле времени, а система прокачивания газов через измерительные преобразователи выполнена в виде двух мембранных насосов и механического реверсивного привода с переключателем реверса хода, при

673906 зо зз

Формула изобретени.ч

4S

SO

SS этом концевые выключатели соединены с переключателем реверса хода, а один из них— через репе времени со счетным блоком сравнения.

Применение в качестве емкости для эталонного газа разгруженного сильфона исключает различие давления эталонного и исследуемого газа при изменении давления последнего; размещение газовой системы, включая мембранные насосы, в атмосфере исследуемогб газа уменьшает возможность появления температурной погрешности. Кроме того, использование насосов мембранного типа позволяет при помощи простого механического привода обеспечивать одинаковую скорость газовой струи в эталонном и рабочем измерительных преобразователях.

В результате исключается появление погрешности определения относительного изменения состава анализируемой газовой смеси при изменении давления и температуры последней.

На чертеже схематически показан описываемый газоанализатор периодического действия в исходном состоянии.

Он содержит два идентичных измерительных преобразователя в виде струйноакустических генераторов 1 и 2 с пьезодатчиками 3 и 4, причем ко входу эталонного измерительного преобразователя 2 подсоединена разгруженная емкость-сильфон 5 с эталонным газом. Выходные каналы измерительных преобразователей 1 и 2 соединены с мембранными насосами 6 и 7 для прямого и обратного прокачивания газов через генераторы. Вся система прокачивания газов помещена в исследуемую среду. Для при8едения мембранных насосов в действие газоанализатор снабжен механическим приводом 8 с системой тяг 9 и 10, а также реле 11 времени, двумя концевыми выключателями 12 и 13 и переключателем 14 реверса хода. Электроизмерительная часть устройства содержит счетный блок 15 сравнения и выходное устройство (индикатор) 16.

В исходном состоянии газоанализатора тяга 9 механического привода 8 находится в крайнем верхнем положении, емкости мембранных насосов 6 и 7 — минимальны, основная масса эталонного газа находится в емкости-сильфоне 5 при давлении и температуре газа, состав которого подлежит измерению, т. е.

Р4р =P4 =Р р =Р з, Т1р =Т1э, При подаче сигнала включения на механический привод, его шток 9 начинает перемещаться (по стрелке) и передает равные тарированные усилия на мембранные насосы. Происходит прокачивание газов

1О

1S зо

2S через измерительные преобразователи в направлении, показанном стрелкой, за счет создания и поддержания постоянным разрежения на их выходе, причем отношение дав"111Р Р4Э лений при этом = — — — ) 1,5. При те2Р 23 чении газа в измерительных преобразователях возникают пульсации давления с частотой f и Ю-, преобразуемые в электрический частотный сигнал пьезодатчиками 3 и 4. Так как для установления требуемого режима работы генераторов требуется некоторое время, сигнал от механического привода 8 на включение блока 15 подается с небольшой задержкой (0,2 — 0,5 с), формируемой в реле l I. К концу рабочего цикла, длительность которого обусловлена емкостью мембранных насосов, сильфона-емкости и пропускной способностью генераторов, в счетном блоке 15 формируется сигнал, пропорциональный отношению fp/f . и поступает на индикатор 16. После окойчаиия рабочего цикла концевой выключатель 13 отключает блок 15 и включает переключатель 14.

Тяга 9 двигается в обратном направлении и перекачивает исследуемый газ из меморанного насоса 6 обратно в среду, а эталонный газ — из мембранного насоса 7 в емкость— сильфон 5; процесс продолжается ло достижения исходного состояния, которое фиксируется концевым выключателем 12.

Таким образом, во время прямого и обратного хода штока через эталонный и рабочий измерительные преобразователи протекают газы разного состава, Hp имеющие одинаковой температуры и давления. а также скорость газовой струи в àíàëàõ ИП.

Это позволяет повысить точность измерения состава газовой смеси в условиях переменных давлении и температуре.

Струйный акустический газоанализатор периодического действия, содержащий рабочий и эталонный измерительные преобразователи в виде струйно-акустических генераторов, систему прокачивания газов через измерительные преобразователи. счетный блок сравнения, к которому подключены пьезодатчики струйно-акустических генераторов, и выходное устройство. отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности газоанализа, он снабжен сильфоном-емкостью для эталонного газа, двумя концевыми выключателями и реле времени, а система прокачивания газов через измерительные преобразователи выполнена в виде двух мембранных насосов и механического реверсивного привода с переключателем реверса хода, при этом концевые выключатели соединены с переключателем реверса хода, а один из них — через реле времени со счетным блоком сравнения.

Источники информации, принятые во вни-. мание при экспертизе

673906

1. Патент Франции Л 1525265 кл. G 01 N 29/02, 1968.

2. Патент США Хо 3392571, кл. 73-24, 1971.

Составитель В. Пирогов

Редактор Я. Тюрина Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 4063/39 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4