Пневматический газоанализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ >894465

*,Q (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0505,80 (21) 2919293/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.81, Бюллетень Н9 48

Дата опубликования описания 30.12,81 (51)М. Кл3

Q 01 N 7/10

Госудярствеммый коммтет

СССР по дмям мзобретеммй м открытмй (53) УД (543. 271. . 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Прилепский, Ю.В.Самаркин, И.В.Александр в и. .С.И.Шевчишин (7! ) Заявитель

Киевский институт автоматики им.ХХУ ъезда КПСС (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено ,цля автоматического анализа состава газовых смесей, например, в химической промышленности.

Известен автоматический газоанализатор, содержащий стабилизированные источники анализируемого и срав,нительного газа, устройство выравни,вания температуры газов, ламинарные и Турбулентные дроссели для каждого ,газа, струйные усилители, согласующий дроссель и вторичный п..либор. При работе устройства анализируемый и сравнительный газы пропускаются через 1з

COOTBeTCTBylagHe ЛаМинарные и турбулентные дроссели, а давление после ламинарных дросселей суммируются при помощи согласующего дросселя в линии вертируясь при помощи инвертирующе- 2О .го усилителя (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность анализа, обусловленная низкой точностью дроссельного сумматора, образованного согласующим дросселем и дросселем в линии анализируемого газа и имеющего нелинейную характеристику. Вследствие этого нельзя с большей точностью осуществить суммирование выходного давления инверсного усилителя, давления после ламинарного дросселя в цепи анализи-. руемого газа, что снижает точность анализа.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является пневматической гаэоанализатор, содержащий стабилизированные источники анализируемого и сравнительного газа, устроиство выравнивания температуры газов, турбулентные и ламинарные дроссели в линии каждого газа, вторичный прибор и трехмембранный элемент (нуль-индикатор), входы которого соецинены с выходами.ламинарных дросселей, при этом турбулентный дроссель в линии сравнительного газа выполнен в виде сопла, управляемого, являющимся жестким центром мембранного блока трехмембранного элемента, заслонкой, которая служит элементом управления, вторым соплом, вход которого соецинен со входом вторичного прибора и через переменный дроссель с линией давления источника газа(23.

При работе анализируемый и сравнительный газы от стабилизированных источников пропускают через устройство выравиивания температуры, а затем через,цроссели. При изменении в ана894465

Аанализируемый и сравнительный газы от стабилизированных источников

4 1 и 2 проходят через устройство 3 выравнивания температур, а затем анализируемый гаэ через ламинарный дроссель 4 и турбулентный дроссель 6, а сравнительный газ через дроссель 5, сопло повторителя 8 и турбулентный дроссель 10. При изменении в анализируемом газе концентрации одного иэ компонентов изменяется его вязкость и плотность и, соответственно, его расход через дроссели. При этом из- . меняется давление перед турбулентным дросселем 6 и происходит рассогласование трехмембранного элемента 7, его выходной .сигнал начинает изменяться, изменяя давление после ла40 минариого дросселя 5 и, соответственно, расход сравнительного газа через него, что приводит к изменению давления перед турбулентным дросселем .10. Схема устанавливает65 ся в равновесии, когда уравниваютлиэируемом газе концентрации одного из компонентов изменяется еговяэкость и плотность и давление после ламинарного дросселя в линии анализируемого газа. При этом на центральной мембране трехмембранного элемента устанав.« ливается перепад давления, мембран!ный блок начинает перемещаться, из меняя положение заслонки относительно, сопел и, соответственно, проводимость турбулентного дросселя в линии сравнительного газа и пропускную способность второго сопла.

IIpa уменьшении пропускной способности сопел изменяется давление перед турбулентным дросселем в линии сравнительного газа и перед вторым; соплом. Мембранный блок устанавливается в такое положение, при котором давления перед турбулентными дросселями равны (т.е. схема находится в равновесир). При этом давление перед вторым соплом и соответственно на входе вторичного прибора пропорционально концентрации измеряемого компонента газа.

Недостатком устройства является низкая точность и большая сложность.

Низкая точность обусловлена тем, что параллельность заслонки и торцовых поверхностей сопел в процессе ра. боты может нарушаться вследствие перекосов мембранного блока. При этом при одной и той же пропускной способности сопла в линии сравнительного ,газа, определяемой составом анализируемого газа, может соответствовать .различная пропускаемая спосбность вто-! рого сопла и, соответственно, различное давление воздуха на входе вторичного прибора. Кроме того, на величину давления воздуха перед вторичным прибором оказывают влияние колебания давления исследуемого и сравнительного газов, что также вносит .погрешность в процессе измерения. Сложность конструкции обусловлена наличием боль шого количества механических регуляторов.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции.

Укаэанная цель достигается тем, что в известный газоаналиэатор, содержащий стабилизированные источники анализируемого и сравнительного газов, устройство выравнивания температуры газов, ламинарные и турбулентные дроссели в линии каждого газа, трехмембранный элемент и вторичный прибор, дополнительно введены повторитель в линии сравнительного газа, верхняя камера которого соединена с выходом трехмембранного эле мента и входом вторичного прибора, сопловая камера — с выходом ламинарного дросселя, а сопло повторителя— со входом турбулентного дросселя.

Такое конструктивное выполнение газоанализатора позволяет повысить точность за счет созданной возможности приведения схемы в равновесие и получения сигнала пропорционального концентрации измеряемого компонента газа изменением перепада на ламинарном дросселе в отличие от известного устройства, где это осуществляется изменением пропускной способнос-! ти турбулентного дросселя и второго сопла, управляемых общей засклонкой.

При этом турбулентный дроссель в линии. сравнительного газа может быть вы полнен неуправляемым, а второе сопла может быть исключено, что приводит к упрощению конструкции гаэоанализатора. !

5 На чертеже приведена схема газоаналиэатора.

Газоанализатор содержит стабилизированные источники 1 и 2 сравнительного и анализируемого газов соответЩ ственно,подключенные ко входам устрой стра 3 выравнивания температуры газов,, выходы которого подключены ко входам ламинарных дросселей 4,5 (в линии анализируемого газа - дроссель 4 и в линии

ZS сравнительного газа — дроссель 5 выход ламинарного дросселя 4 соединен со входом турбулентного дросселя 6 в линии анализируемого газа и отрицательной камерой трехмембранного

0 элемента 7. Выход ламинарного дросселя 5 соединен с сопловой камерой повторителя 8, верхняя камера которого соединена с выходом трехмембранного элемента 7 и входом вторичного прибора 9, а сопло — со входом турбу лентного дросселя 10 в линии сравнительного газа и положительной камерой трехмембранного элемента 7. Выходы турбулентных дросселей связаны с атмосферой.

40 Газоанализатор работает следующим образом.

894465 ся давления перед турбулентными дросселями б и 10. При этом давление на выходе трехмембранного элемента 7 и, соответственно, на входе вторичного прибора 9 определяется плотностью и вязкостью анализируемого газа, т.е. концентрацией измеряемого компонента.

Таким образом, каждому значению концентрации анализируемого газа соответствует определенное давление перед турбулентными дросселями и соответственно определенные пока-. зания вторичного прибора.

В устройстве в линии сравнительного газа может использоваться стандартный турбулентный дроссель, при этом приведение схемы в равновесие, а также получение сигнала пропорционального концентрации осуществляется изменением давления после ламинарного дросселя в линии сравнительного газа, а не изменением про пускной способности турбулентных дросселей путем изменения зазора между соплами и заслонкой. При этом погрешность измерений снижается до

3%. Снижение погрешности до укаэан-. ных пределов позволяет применять газоанализатор для определения содержания водорода в хлор-газе в производстве хлора и каустика .по ртутному методу. При этом повышается безопасность работ эа счет точного определения концентрации водоро- да в хлоре и предотвращения создания взрывоопасных концентраций.

Формула изобретения

Пневматический газоанализатор, содержащий стабилизированные ис точники анализируемого и сравнительного газов, устройство выравнивания температуры газов, ламинарные и турбулентные дроссели в линии каждого газа, трехмембранный элемент, входы которого соединены со входами турбулентных дросселей, вторичный прибор, 15 о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа и упрощения конструкции газоанализатора, в него дополнительно введен пов- торитель в линии сравнительного газа

;щ верхняя камера которого соединена .с выходом трехмембранного элемента и входом вторичного прибора, сопловая камера — с выходом ламинарного дросселя, а сопло повторителя — со входом турбулентного дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 201765, кл. G Oi N 9/32, 1953.

2. Авторское свидетельство СССР

30 9 658438, кл. G 01 N 9/32, 1976 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 11470/66

Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4