SU917089A1 - Устройство дл определени скорости и количества выдел ющихс газов - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЛИЧЕСТВА /ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  исследовани  процессов газовыделений в лабораторных и производст венных услови х. Известно устройство дл  определе ни  скорости и объема выдел ющихс  газов, содержащее измерительную кам ру с поршнем, измерительный преобра зователь, преобразователь давлени  и регистратор ij. Недостатками известного устройства  вл ютс  следующие факты: невозможность получени  линейного час тотно-импульсного выходного сигнала вследствие ограниченности объема, недостаточна  точйость измерени  .объема газовыделений при большом объёме камеры, ошибка в измерении скорости и объема газовыделе ;ий, обусловленна  зависимостью количест ва газа, отданное потребителю от да лени  на выходе потребител . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени . скорости и объема выдел ющихс  газов, содержащее золотниковый элемент, подключенный к измерительной камере, преобразователь давлени , выходы, которого подключены к входам триггера с разделенными входами, подключенного к входам частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента 2. Недостатком известного устройства  вл етс  ошибка в измерении скорости и объема газовыделений, обусловленна  зависимостью количества газа, отданное за один цикл потребителю от давлени  газовой среды на входе потребител . Цель изобретени  - увеличение точности определени  скорости и количества выдел ющихс  газов. Указанна  цель достигаетс  тем, что преобразователь давлени  выполнен в виде двух п тимембранных пневмагических элементов сравнени , один из которых выполнен с двум  камерами обратной св зи и снабжен двум  посто нными дроссел ми, и двух задатчиков давлени ,причем в первом элементе сравнени  одна из входных камер подключена к линии сброса, а втора  - к выходу первого задатчика, а крайние камеры соединен с атмосферой и снабжены соплами, которые через посто нные дроссели св заны с источником давлени  питани , при этом междроосельные камеры , образованные посто нным дросселем и соплом,соединены с камерами отрицательной обратной св зи, при этом одна из них соединена с положительной камерой второго элемента сравнени , друга  - с отрицательной, втора  положительна  камера этого же з лемента соединена с измерительной камерой, а втора  отрицательна  ка .мера соединена с выходом второго задатчика , при этом выход второго элемента сравнени  подключен к входа частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство дл  определени  скорости и количества выдел ющихс  газов включает канал 1 золотникового элемента 2, к которому присоединен источник газовыделений (не показан) . К каналу 3 подключена измерительна  камера Ц и преобразователь 5 давлени , выходной элемент 6 которого присоединен к частотомеру 7 и счетчику 8 импульсов, а также соединен с входом исполнительного механизма 9 золотникового элемента. Исполнительный механизм 9 механически св зан с золотником 10. Канал 11 элемента 2 соединен с атмосферой или со сборной емкостью, а канал 12 золотника 10 св зывает между собой каналы 1 и 3 или каналы 11 и 3Преобразователь 5 давлени  выполнен в виде двух п тимембраннь1х пневматических элементов 6 и 13 сравнени , двух задатчиков 14 и 15 давлени  и двух посто нных дросселей 16 и 17. Сопла С и С2, расположенные соответственно в камерах Е п тимембранного элемента 13 сравнени , через посто нные дроссели 16 и 17 соединены с источником давлени .

Междроссельна  камера, образованна  соплом С и дросселем 16, соединена с камерой а камера, образованна  соплом С-г. и дросселем 17, соединена с камерой Б, отрицательной обратной св зи,

Устройство дл  определени  скорости и количества выдел ющихс  газов работает следующим образом.

При отсутствии газовыделений золотниковый элемент 2 занимает положение , при котором канал 1 через канал 12 в золотнике 10 соединен с каналом 3. В измерительной камере 4 давление равно Рд, установленное задатчиком 14. На выходе преобразовател  5 давлени  при этом будет сигнал нулевого уровн , так как Р - Р устанавливаемый задатчиком 15. Этот сигнал воздействует на исполнительный механизм 9 который удерживает золотник 10 в положении, при котором соедин ютс  каналы 1 и 3 Газы от источника газовыделений поступают через канал 1 в камеру 4, вызыва  рост давлени  в ней. Как только давление в камере 4 достигает значени  RC- на выходе элемента 6 сравнени  по вл етс  единичный си|- нал. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механизма 9. который при этом перемещает золотник 10, соедин   канал 11 с каналом 3- Происходит разгрузка камеры k в атмосферу или в сборную емкость. Разгрузка камеры 4 до давлени  Pj происходи за врем  значительно меньшее, чем врем  ее наполнени .

На выходе преобразовател  5 после разгрузки .камеры 4 по вл етс  нулевой сигнал Р, О, под действием которого исполнительный механизм 9 перемещает золотник 10 так, чтобы канал 12 соединил каналы 1 и 3Вновь начинаетс  процесс заполне .ни  камеры k выдел ющимис  газами. Количество газа &Q , которое выводитс  за один цикл из камеры 4, определ етс  по следующей формуле

( - )У

в.

(1) RT

Р - величина давлени , устанавливаема  задатчиком 15, нм,

Pjj - величина давлени  в канале

11 - З11 , нм ,

V - емкость камеры +, м , R - газова  посто нна , Дж.кГ. K-, т - абсолютна  температура газа , К. Если давление Pf в канале 11 (ат мосфера или сборна  емкость) посто н но и равно давлению настройки задат чика 1, т.е. Р Р,, то перва  часть формулы (1) посто нна, поэтому количество газа, которое выводитс  за один цикл из камеры k будет посто нно и равно расчетному. На выходах элемента 13 при Р.. . дэвление будет равно нулю. Эле мент 6 сравнени  при этом будет име -выходное давление 1 , если Р (2) О, если Р4 , Процессы заполнени  и разгрузки измерительной камеры 4 чередуютс . О скорости газовыделений W в устрой стве суд т по частоте переключени  элемента 6, котора  измер етс  частотомером 7 и св зан со скоростью газовыделений зависимостью (Л4Ж. (3) Количество выделившихс  газов определ етс  количеством импульсов N, поступивших на счетчик 8, которо св зано с количеством выделившихс  газов О соотношением вида %I,Jtiv;j. () Информаци  об измер емых параметрах на выходе устройства представл етс  в виде последовательности пр моугольных импульсов, частота которых пропорциональна скорости газовыделений , а количество импульсов пропорционально количеству выделивше гос  газа. При изменениивеличины давлени  в линии сброса В измен етс  величина -00 , поэтому по вл етс  ошибка в определении общего количества выделившегос  газа. Пусть давление в линии сброса возрастает на некоторую величину kP, т.е. Bf - ЛР. Дл  того, чтобы величина QQ осталась прежней, происходит срабатывание элемента 6 и соединение каналов 1Ги 3. чтобы разность . - Р. осталась прежней. Рассмотрим подообнг.е . преоб разовател  5 давлочи . Работа элементов 6 и 13 основана на принципе пневматической силовой компенсации, при котором механические перемещени  близки к нулю. В элементе 13 происходит сравнение давлений Р с давлением , которые поступают в измерительные камеры Г и В Под действием разности этих давлений перемещаетс  регистрирующий орган, состо щий из п ти резинотканевых мембран, соединенных между собой жестким центром, торцы которых служат заслонками сопел С и С. При 1 - Р Дл элемента 13 имеем Р.. . Дл  элемента 6 имеем если / Р + дР, если Р4 + Д Р Поэтому при возрастании давлени  Р на величину Л Р давление, при котором происходит переключение золотника 10 на сброс давлени  из камеры 4, увеличиваетс  на величину ДР, т.е. разность давлений в формуле (1) остаетс  прежней. Рассмотрим второй случай, когда давление Р уменьшаетс  на величину АР, т.е. Р ДР. Тогда дл  элемента 13 можно записать Ре (3 Pxf ДР. ОДл  элемента 6 имеем 1, если (8) б (о, если Р4 ЛР Поэтому при уменьшении давлени  Р на величину ДР давление, при котором происходит переключение з.олотника 10 на сброс давлени  из камеры t, уменьшаетс  на величину ДР, т.е. разность давлений в формуле (l) остаетс  прежней. Предлагаемое устройство увеличивает точность определени  скорости и количества выдел ющихс  газов, так как учитываютс  колебани  давлени  на линии сброса газа, поэтому за каждый цикл в линию сброса поступает посто нное наперед заданное количество газа. Кроме того, дл  пневматических элементов используютс  в качестве входных давлений давлени 

измер емой газовой среды без дополни тельного преобразовани .

Claims (2)

1. Тютюник В.М. и Мордасов М.М. Устройство дл  определени  скорости и объема газовыделений. - Извести  ВУЗов СССР, сер. Хими  и химическа  25 технологи , W 5, т. 17, 197,

с. 785-787.

I

2. Авторское свидетельство СССР №618680, кл.С 01 Р 5/00, 1977 ( прототип).