Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>960610 (б l ) Допол и и тел ьное к в вт. с вид-ву (53)M. Кл.

G 018 27/16 (22) Заявлено 09.07. 81 (21) 331 5136/1 5-2 5 с присоединением заявки № (овударствкииыН комитет

CCCP

II0 делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23 09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (53) УДК543. .274 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. H. Шербань, Н. И. Фурман, H. С: Еелог

Скрыннитс (71) Заявитель

Институт технической теплофизики АН Укра (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ KOHHEHTPAUHA

КОМПОНЕНТОВ ГАЗОВЫХ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может .быть использовано при термохимических методах анализа для измерения концентраций компонентов горючих смесей в процессах получения бензинов и снижения газа на нефтеперерабатывающих и других предприятиях.

Известно устройство для измерения концентраций компонентов горючих смесей, содержащее термофильтр с регулятором температуры и установленный за ним датчик измеряемого компонента со стабилизатором.температуры (1 J .

Однако это устройство не обладает достаточной точностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усч ройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей, содержащее последовательно включенные смеситель, термофильтр с регулятором температуры, датчик со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором, 2 температуры термофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газовой горючей смеси со стабилизато ром температуры (21 .

Недостатком известного устройства

5 является то, что в нем не устранена ошибка измерения, обусловленная значительными изменениями соотношения измеряемого и мешающего газов. Кроме того, повышение температуры катализатора термофильтра с целью поддержания постоянной концентрации мешающего газа на выходе термофильтра приводит к частичному окислению измеряемого газа и, следовательно, к увеличению ошибки измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения концентрации анализируемого компонента газовой горючей смеси.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей, содержащее последовательно включенные смеситель, термофильтр с регуляемого компонента.

3 . 96 тором. температуры, двтчик концентрации вйжженного, термофильтром газа со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором температуры термофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газа со стабилизатором температуры, снабжено дополнительным датчиком для измерения концентрации выжигаемого термофильтром газа, установленным на входе термофиль. тра, стабилизатором температуры дополнительного датчика, корректирующим звеном и линией задержки, причем электрический выход дополнительного датчика через корректирующее звено связан с электрическим выходом датчика концентрации измеряемого компонента газа и через линию задержки — со входом регулятора температуры термофильтра.

Установка на входе. термофильтра дополнительного датчика концентрации мешающих газов со стабилизатором температуры и соединение ere через линию задержки со входом регулятора температуры термофильтра и через корректирующее звено с выходом датчика измеряемого компонента позволяет исключить влияние изменения соотношения измеряемого и выжигаеМого в термофилнгре газов HB активность (температуру) катализатора термофильтра, что повьпиает точность измерения концентрации анализируемого компонента.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих смесей содержит смеситель 1, датчик 2 концентрации выжигаемых (мешающих) газов со стабилизатором 3 температуры, показывающим прибором 4, линией 5 задержки, и корректирующим звеном 6, состоящим из масштабного делителя и линии задержки, термофилыгр 7 с регулятором

8 его температуры; холодильник-осушитель 9, датчик 10 концентрации выжженного газа на выходе из термофильтра 7 со стабилизатором 11 температуры, датчик 12 концентрации измеряемого компонента газовой смеси со стабилизатором 13 температуры и показывающим прибором 14, а также побудитель 15 расхода.

Смеситель 1, датчик 2, термофильтр

7, холодильник-осушитель 9, датчики

10 и 12, побудитель 3,5 расхода сое: динены последовательно с помощью пневматических линий. Датчики 2, 10 и 12 электрически связаны с измерительны0610 4 ми приборами 4, 14 и стабилизаторами

° 3, 11 и 13 температуры, термофильтр

7 — с регулятором 8 его температуры.

Выход датчика 2 через линию 5 задержки и выход датчика 10 соединены электрически со входом регулятора 8 темпе ратмиры термофильтра 7, а выход датчика

2 через корректирующее звено 6 соединен электрически с датчиком 12 измеряУстройство работает следующим образом.

Анализируемую смесь горючих газов подают в смеситель 1, где разбавлякп воздухом или кислородом таким образом, чтобы окислителя в смеси было .с избытком, после чего поддерживают постоянными расходы смеси горючих газов и воздуха или кислорода. Полученную смесь пропускают через, пневматическую линию устройства — датчик 2, термофильтр 7, холодильник-осушитель 9, датчики 10 и 12. Побудитель 15 расхода служит для принудительной подачи анализируемой смеси в пневмомагистраль устройства.

Температура начала окисления различных газов не одинакова, а интенсивность горения возрастает с повышением температуры. Датчик 2 настроен на такой температурный режим, при котором он измеряет концентрацию газа (или суммы газов), температура окисления которых ниже температуры окисления измеряемого газа. Температура термо-, фильтра 7 выбрана так, что он выжигает газ, мешающий измерению, т.е. газ, измеряемый датчиком 2. При этом, если состав катализаторов датчика 2 и термо- фильтра 7 одинаков, то и температуры их в рабочем состоянии будут близкими.

Температурный режим датчика 10 выбран так, что датчик измеряет концентрацию невыжженного мешающего газа после прохождения им термофильтра 7. Температуры в камерах датчиков 2 и 10 одинаковы. Температурный режим датчика

12 настроен так, что датчик 12 определяет концентрацию измеряемого компонента газовой смеси с последующей индикацией этой концентрации прибором 14.

При увеличении концентрации мешающего газа в смеси термофильтр 7 не óñïåвает выжигать его полностью, часть мешающего газа поступает в датчик 10.

С одной стороны увеличивается ошибка измерения на датчике 12, с другой— на определяющем недожог датчике 10 увеличивается выходной сигнал, повышающий через регулятор 8 температуру тер5 96 мофильтра 7 для более полного выжигания мешающего газа. Это приводит к частичному окислению измеряемого газа и, следовательно, к увеличению ошибки измерения.

В предлагаемом устройстве увеличение концентрации невыжженного мешающего измерению газа не увеличивает ошибку измерения. Это достигается тем,. что введенный дополнительно датчик 2 определяет концентрацию мешающего газа в смеси и через линию 5 задержки подает сигнал на регулятор 8 темпера туры термофильтра 7, чтобы компенси- . оовать ту часть выходного сигнала датчика 10, которая возникла за счет увеличения концентрации невыжженного мешающего газа на выходе термофильтра

7. Таким образом, сигнал, управляющий, нагревом термофильтра 7, остается прежним, температура (активность) катализатора также остается постоянной.

Увеличение влияния невыжженного мешающего газа на измерительный датчик 12 компенсируется тем, что часть выходного сигнала датчика 2 через корректирующее звено 6 подается на измерительный датчик 12 для корректировки его показаний. Линия 5 задержки между датчиком 2 и регулятором 8 температуры термофильтра 7 необходима для того, чтобы синхронизировать сигналы, поступающие на регулятор 8 температуры термофильтра 7 с датчика 2, измеряющего концентрацию мешающих газов, и датчика 10 концентрации выжженного газа. Время задержки выходного сигнала датчика 2 определяется временем прохождения анализируемой смеси от датчика 2 до датчика 12.

Измерительный прибор 4 дает дополнительйую информацию о величине концентрации мешающего газа на входе термофильтра 7.

Использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить погрешность измерения на 3%, общая ошибка измерения снижается при этом до 7 об.%. Та0610 6 ким образом, точность измерения концентраций горючих газов повышается.

Повышение точности измерения поэволяет повысить качество и количество получаемых при переработке продуктов, например бензина и сжиженных газов

HB нефтеперерабатывакяцих заводах.

10 Формула изобретения

Устройство для измерения концентраций компонентов газовых горючих сме- сей, содержащее последовательно вклю15 ченные смеситель, термофильтр с регулятором температуры, датчик концентрации и икженного термофилнгром газа со стабилизатором температуры, соединенный с регулятором температуры тер20 мофильтра, и датчик концентрации измеряемого компонента газовой горючей смеси со стабилизатором температуры, отличающеесятем, что,с целью повышения точности измерения

25 концентрации анализируемого компонента газовой горючей смеси, оно снабжено дополнительным датчиком для измерения концентрации выжигаемого термофильтром газа, установленным на входе термоЗ0 фильтра, стабилизатором температуры дополнительного датчика, корректирующим звеном и линией задержки, причем электрический выход дополнительного датчика через корректирукщее звено связан с электрическим выходом датчика . концентрации измеряемого компонента газа и через линию задержки — со входом регулятора температуры термофильтра.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 480964, кл. G 01N 25/20, 1974.

45 2 Автор свид ь во СССР по заявке ¹ 2756927/18-25, кл. G 01 N 27/16, 23.04.79 (прото-. тип) .

960610

Составитель Н. ПреображенскаиРедактор Л. Филиппова Техред И.Гайду Корректор У. Пономаренко

Заказ 7252/49 Тираж 887 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >J(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4