Устройство для определения температуры точки росы

 

Т.А. Левина, А.И. Савран, В.И. Бахмут в, Ю В Д @щуусий и В.А. Пешков я АТЕНТНО -

ы " ЕХННЧВСХ 1

Научно-исследовательский и проектно-конс рукторский институт обогащения твердых горючих ископаемых и пытнФИ69Я средств автоматизации и приборов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ТОЧКИ РОСЫ

Изобретение относится к измерительным приборам, а именно к датчикам температуры точки росы промышленных газов.

Известны датчики температуры точки росы промышленных газов, нагреваемая оболочка которых снабжена электродами гальванического элемента и термоэлемента, расположенными на части поверхности оболочки, являющейся поверхностью конденсации паров из газов, охлаждаемой хладоагентом, поступающим по каналу для ввода хладоагента, размещенному внутри оболочки, и отводимые от нее (1 ).

Такое выполнение датчика не позво- З ляет равномерно охлажать всю поверхность конденсации паров из газов и приводит к погрешности измерения, При большом расходе хладоагента

1 го происходит настолько интенсивное охлаждение поверхности конденсации паров, что замерить температуру точки росы дымового газа практически

2 невозможно, а для повторного измерения потребуется значительное время для приведения датчика в исходное положение, при котором температура поверхности конденсации паров заведомо выше температуры точки росы газа.

При малом расходе хладоагента канал для сего ввода заполняется частично, что приводит к резкой неравномерности охлаждения поверхности конденсации, в связи с чем нельзя судить об истинном значении температуры точки росы дымовых газов.

Применение газообразного хладоагента не позволяет устранить неравномерность охлаждения поверхности конденсации паров дымовых газов и одновременно сужает диапазон измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик для определения температуры точки росы, выполненный в виде цилиндра, на внешней боковой поверхности которого размещены элект3 . 970202 4 роды гальванической пары, термопара и электронагреватель, внутри полости цилиндра размещен винтовой канал для хладоагента, а в торце - тепловой экран, защищающий поток хладоагента от нагрева при соприкосновении с горячими газами $2). Этот датчик имеет повышенную тепловую инерционность, не позволяющую обеспечить достаточно высокую точность lo измерения температуры точки росы, что особенно заметно при работе устройства в режиме непрерывного измерения, когда необходимо постоянно поддерживать температуру поверхности конденсации в зоне размещения электродов и термопары, равной температуре термодинамического равновесия. Последующее достигается только в том случае, если на поверхности конденсации непрерывно идет процесс возникновенияиспарения пленки конденсата.

Указанный недостаток обусловлен

| тем, что в области поверхности конденсации нагреватель размещен вдоль канала охлаждения и в результате их теплового взаимодействия снижается эффективность воздействия на температуру конденсационной поверхности как средства нагрева, так и средства охлаждения. При этом для поддержания температуры поверхности конденсации, равной точке росы, необходимо увеличить длительность воздействия сред3$ ства охлаждения и средства нагрева. Вызванное этим увеличение длительности циклов измерения увеличивает инерционность работы устройства и приводит к постоянным колебаниям температуры поверхности около искомой точки росы. Таким образом точность измерения оказывалась недостаточной.

Цель изобретения - обеспечение малой инерционности работы устройства и высокой точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что цилиндр составлен из двух соосно установленных герметичных камер, в одной из которых размещено средство нагрева, в другой - средство охлажде- о ния, а между камерами установлен тепловой экран.

Причем электроды гальванической пары установлены на поверхности цилиндра в месте разделения камер тепловым экраном.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Цилиндр, являющийся чувствительным элементом датчика, состоит из двух камер. Одна из камер 1 снабжена электронагревателем 2, а другая камера 3 имеет полость охлаждения 4 с каналами 5 для ввода и 6 для отвода хладоагента. Обе камеры чувствительного элемента разделены герметичной перегородкой и тепловым экраном 7. На внешней поверхности чувствитеЛьного элемента в области теплового экрана

7 размещены электроды гальванической пары 8 и термопары 9 .

Устройство работает следующим образом.

При подаче хладоагента по каналу

5 в полость 4 камеры 3 температура поверхности конденсации понижается .

По достижении температуры, равной точке росы, на указанной поверхности образуется пленка конденсата, которая, взаимодействует с электродами гальванической пары 8, образует электрохимический источник ЭДС. Появление ЭДС между электродами 8 является сигналом достижения температуры точки росы. Эта температура конденсационной поверхности измеряется термопарой 9. Величина ее принимается за искомую температуру точки росы. Электронагреватель 2, расположенный в камере 1, нагревая поверхность конденсации, испаряет образовавщуюся пленку конденсата, подготавливая устройство к новому циклу измерения.

Тепловой экран 7 защищает хладоагент, протекающий в полости 4 камеры 3 от действия нагревателя 2,расположенного в камере l,îäHoaðåìåéíî снижая потери тепла нагревателя от взаимодействия с хладоагентом,что ведет к повышению эффективности воздействия на температуру конденсационной поверхности как средства охлаждения, так и средства нагрева. Размещение электродов гальванической пары и термопары на поверхности чувствительного элемента в месте разделения камер 1 и 3 тепловым экраном 7 обеспечивает равномерный подвод тепла и холода с минимальными тепловыми потерями к участку конденсированной поверхности, с которой снимается сигнал о наличии пленки конденсата.

При непрерывном измерении точки росы (посредством оператора или автоматически) интенсивность и время действия средства нагрева и охлаждения

5 9702 регулируются, исходя из условия постоянного поддерживания на конденсационной поверхности состояния термодинамического равновесия (возникновение - испарений пленки конденса- з та).

Указанный режим равновесия.с минимальными колебаниями (малая тепловая инерция) температуры, измеряемой термопарой 9, достигается и поддерживается около искомой точки росы.

Формула изобретения

1. Устройство для определения температуры точки росы, содержащее цилиндр, на боковой поверхности которого расположены электроды гальвани-. ческой пары и термопара, средство ох- 20 лаждения, средство нагрева и тепловой экран, о т л и ч а ю щ е е с я

02

d тем, что, с целью повышения точности и достижения малой инерционности измерения, цилиндр составлен из двух соосно установленных герметичных камер, в одной из которых размещено средство нагрева, в другой - средство охлаждения, а между:камерами установлен тепловой экран.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, электроды гальванической пары установлены на поверхности цилиндра в месте разделения камер тепловым экраном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Датчик измерения температуры точки росы дымовых газов. - нЭлектрические станции", 1966, N 1, с. 79-80.

2. Авторское свидетельство СССР

М 301604, кл. G 01 W 25/68, 1969 (прототип) .

Составитель И. Невский

Редактор М, Янович Техред К.Мыцьо Корректор.М Аемчик

Заказ 37 /51 Тираж 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

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