Газоаналитическая система

 

N C A H H K 723438

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.10.76 (21) 2412230/18 — 24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (5 I ) М. Кл.

G О! N 25/00

Гееударственный камнтет

СССР по делам нзебретеннй н аткрытнй

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень N" 11

Дата опубликования описания 28.03.80. (53) УДК 621.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Кравченко, В. Ф. Примиский и 10. A. Гкрипник (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения т (54) ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано при создании газоанализаторов и систем газового анализа в различных технологических процессах, например доменных и конверторных производ5 ствах.

Известны газоаналитические системы, содержащие и-параллельных измерительных каналов, число которых определяется количеством анализа разных газовых компонентов, причем каждый из каналов настроен. на измерение концентрации одного компонента (1) .

Однако такие системы не позволяют получить высокую точность газового анализа, поскольку влияние дестабализируюших факторов обуславливает значительные погрешности измерении.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является гаэоаналитическая система, содержащая пробоотборник и и измерительных каналов, каждый из которых содержит гаэоанализатор, соединенный с блоком газовой очистки, входы которых соединены с пробоотборником 12).

В этой системе периодически в соответствии с результатами калибровки поверочными газовыми смесями вручную регистрируется коэффициент передачи измерительного канала, Недостатками такой калибровки являются периодическое отключение измерительного канала от исследуемой газовой среды на период калибровок, невозможность регулировки коэффициента передачи измерительного канала в период, между калибровками, ручной характер регулировки и как следствие всего этого увеличение погрешности измерений.

11ель изобретения — повьппение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в газоаналитическую систему введены устройство управления, газовый генератор, пнемоэлсктрический преобразователь, и в каждом измерительном канале — амплитудный и следящий аналого-цифровые преобразователи, вычитатель, сумматор, блок сравнения и первый и второй вентили, управляющие входы к<ппрых соединены с выходами устройства управлепия, вход газового генератора через первые нен сое723438

Анализируемая газовая смесь попадает на вход газоанализатора 11, на выходе которого

10 появится электрический сигнал:

У1=К, (XI+X>f(t) j =К, Х, +К, Х,f(t), где Kl — коэффициент передачи газоанализатора 11.

40 динен с баллонами чис2;ого газа, а выход— со входом пневмоэлектрического преобразователя и через вторые вентили — со входами газоанализаторов каждого измерительного канала, причем в каждом измерительном канале выход газоанализатора соединен через амплитудный и следящий аналого-цифровой преобразователи со входами вычитателя, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом пневмоэлектрического преобразователя, выход блока сравнения соединен с корректирующим входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом следящего аналого-цифрового преобразователя.

Схема газоаналитической системы приведена на чертеже.

Она содержит пробоотборник 1,устройство 2 управления, газовый генератор 3, пневмоэлек- 20 трический преобразователь 4, аналого-цифровой преобразователь 5, и в каждом из и измерительных канапов 6 — блок 7 газовой очистки, баллон 8 с чистым газом, первый и второй электромагнитные вентили 9 и 10, газоанали- 25 затор 11, ампл2пудный и следящий аналогоцифровые преобразователи 12, 13, вычитатель

14, сумматор (вычитатель) 15, блок сравнения 16.

Система работает следующим образом. 30

Анализируемая газовая смесь„содержащая h газовых компонент через пробоотборник 1, ttapmIle2Ittto поступает через блоки 7 газовой очистки на измерительные каналы 6, на газоанализаторы 11. Каждый изь.ерительный канал

6 определяет концентрацию одной газовой компоненты из всей смеси,на которую он настроен. Имеется также и баллонов 8 чистыми газами, которые содержатся в исходной анализируемой газовой смеси.

Устройство 2 управления выдает сигнал, который откроет первый 9 и второй 10 электромагнитные вентили. При этом первый электромагнитный вентиль 9 открывает баллон 8 с таким чистым газом, на измерение которого 45 в анализируемой газовой смеси настроен первый измерительный канал 6. Чистый газ, поступающий из баллона 8, через открытый первый электромагнитный вентиль 9, питает газовый генератор 3, который на п1ет выдавать газо- go вые импульсы через открытый второй электромагнитный вентиль 10 непосредственно на вход гаэоанализатора 11.

Таким образом, если концентрация данной газовой компоненты в смеси была Х2, то 55 вследствие добавлений однородного с ним чистого газа из газового генератора 3 концентрация будет изменяться по закону:

Х +Хf(t), гце Хг1(t) — составлЯюшаЯ кондентРаЦии газовой компоненты, обусловленная периодической подачей чистого газа с помощью газового генератора 3. Зто могут быть импульсы

tIpHM03 ГottbHÎH, коlloKooftp33HÎH HJIH другoH формы, что учить1вается функцией f(t).

Сигнал 1 2 поступает иа входы следящего 13 и амплитудного 12 аналого-цифровых преобразователей, где преобразуется в цифровой код:

1ч2=1чг + 1 1з ° где Мг-=К2Х,; п1з =К1 Хг т (т)

8 вычитателе 14 происходит вычитание кода йг-=К,Х,, получаемого на выходе следящего аналого-цифрового преобразователя 13, и соответству1ощего моменту до введения газового импульса, из кода NE =Kt Х2+Хгт(т), получаемого на выходе амплитудного аналого-цифрового преобразователя 12, обусловленного введением газового импульса от газового генератора 3.

Максимуму сигнала 1 1 на выходе газоанализатора 11 будет соответствовать максимальный код, По достижении сигналом 1 2 максимального значения, амплитудный аналого-цифровой преобразователь 12 отключается.

В вычитателе 14 осуществляется операция

N =N2 — йг, т.е. будет вьщелен код Ь1з, обусловленный только введением газового импульса, Код Мг с выхода следящего аналого-цифрового преобразователя 13 также записывается в сумматор 15, Код N3 с выхода вычитателя

14 поступает на первый вход блока сравнения

16. Газовый импульс с выхода газового генератора 3 поступает также на вход пневмоэлектрического преобразователя 4, Выходной электрический ситнал с пневмоэлектрического

/ преобразователя 4 поступает tta аналого-цифровой преобразователь 5, в котором происходит преобразование аналогового сигнала в соответствующий цифровой код N4 °

Код N4 поступает на второй вход блока сравнения 16. Ьлок сравнения 16 сравнивает коды йз и N4 и по результатам этого сравнения вьщает величину и фазу неравенства (Йз — N4), и в соответствии с результатом сравнения через корректирующий вход сумматоравычитателя 15 пронзвод2п корректировку кода йг, пропорционального К,Х,, т.е. происходит опе12ация Мг « (Йз — 1 14) °

723438

Таким образом, в сумматоре 15 остается скорректированное значение кода Иэ + (N3 Й4), соответствующее значению Х, искомой газовой концентрации.

Аналогичные операции по командам с устройства 2 управления происходят поочередно во всех измерительных каналах, Неравенство кодов Йэ и N4 говорит об изменении коэффициента передачи измерительного канала системы. Именно с целью ликвидации этого фактора и происходит коррекция кода N, за счет сравнения его с кодом N4, обусловленного сигналом с пневмозлектрического преобразователя 4, и не имеющим погрешности от неселективности, и обладающий высокой 15 точностью преобразования. Это позволяет скомпенсировать погрешности, обусловленные влиянием неинформированных входных величин от неселективности и повысить стабильность коэффициентов преобразования измерительных 20 каналов системы, т.е. повысить точность измерений, без применения дорогостоящих поверочных газовых смесей.

Все это позволяет создать положительный технико-экономический эффект около 5000 р в год.

Формула изобретения

Газоаналитическая система, содержащая пробоотборник и и измерительных каналов, каждый из которых содержит газоанализатор, соединенный с блоком газовой очистки, входы которых соединены с пробоотборннком, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельо повышения точности системы, в нее введены устройство управления, газовый генератор, пнсв. моэлектрический преобразователь, и в каждом измерительном канале — амплитудный и следящий аналого-цифровые преобразователи, вычитатель, сумматор, блок сравнения и первый и второй вентили, управляющие входы которых соединены с выходами устройства управления, вход газового генератора через первые вентили соединен с баллонами чистого газа, а выход — со входом пневмоэлектрического преобразователя и через вторые вентили — со входами газоанализаторов каждого измерительного канала, причем в каждом измерительном канале выход газоанализатора соединен через амплитудный и следящий аналого-цифровой преобразователи со входами вычитателя, вы. ход которого .соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом пневмоэлектрического преобразователя, выход блока сравнения соединен с корректирующим входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом следящего аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3535084, кл. 23 — 232, 1970.

2. Газоаналитическая система фирмы "Кафеннжиииринг". Описания работы и устройства

ВНИИчермета. M., 1968,