Тепловой анализатор состава

09) И 1) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Й 11/О ЕТЕНИЯ ИЕ И РСНОМУ СВИД ЬСГВ амий,го сое 1 ильа Ленин им, Ле оли- ског етельст 1/04,1 тельств 1/08, 1 ССС9.СССР ЗАТОР СОСТА- енный на ма" руемой среды ЕПЛОВОЙ АНАЛ ащий установ одачи анализ РГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Львовский ордентехнический институткомсомола(54)(57) ТВА, содержгистрали п газодинамический дроссельный мост с перекрестным расположением л нарных и турбулентных дросселе междудроссельные камеры которо динены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее сре ней части установлены термочувствительные элементы, включенные в элек рическую измерительную схему с вто" ричным прибором, о т л и ч а ю; щ и й с я тем, что, с целью повйшения точности измерения концентраций и снижения инерционности измерения, магистраль подачи и отвода анализи руемой среды дополнительно соединена со средней частью проточной камеры моста идентичными дросселями.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частнос"ти к тепловым анализаторам составагазообразных и жидких сред, и можетнайти применение для анализа составабинарных или квазибинарных сред какв научных исследованиях, так и всистемах контроля различными техноло.гическими процессами,Известен тепловой анализатор сос"таза, содержащий соединенную с магистралью подачи анализируемой среды проточную камеру с термочувствительным элементом, включенным вэлектрическую измерительную схему, иустановленный на магистрали подани 15авалиэируемой среды гаэодинамическийдроссельный мост с перекрестнымрасположением ламинарных и турбулент.ных дросселей, междудроссельные ка"меры которого соединены через про Оточную камеру 11,В устройстве в начале диапазонаизмерения имеют место погрешностиизмерения, обусловленные Флуктуациями физических параметров аналиэируе.мой среды, и погрешности от нестабильности работы термочувствительного элементаНаиболее близким к предлагаемомуявляется тепловой анализатор состава, содержащий установленный на магистрали подачи анализируемой среды газодинамический дроссельныймост с перекрестным расположениемламинарных и турбулентных дросселеймеждудроссельные камеры которогосоединены через проточную камеру,в которой по разные стороны от еесредней части установлены термочувствительные элементы, включенныев электрическую измерительную схему 40с вторичным прибором 2При высокой чувствительности и:точности измерения малых концентраций измеряемого компонента в устройстве не устранено влияние термочувст. 4вительных элементов на дроссели газодинамического моста, в результатечего не полностью используются возможности последнего по точности,чувствительности и быстродействию, уЦель изобретения - повышение точ-ности измерения концентраций,и сни-жения инерционности измерения,Поставленная цель достигается тем, что в тепловом анализаторе сос" тава, содержащем установленный на, магистрали подачи анализируемой среды газодинамический дроссельный мост с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, 60 междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее средней части установлены термочувст-, вительные элементы, включенные в 65 электрическую измерительную схему с вторичным прибором, магистраль подачи и отвода анализируемой среды дополнительно соединена со средней частью проточной камеры моста идентичными дросселями.На чертеже приведена принципиальная схема теплового анализатора срстава.Тепловой анализатор состава содержит проточную камеру 1, в кото" рой по разные стороны от ее средней части установлены в двух одинаковых частях 2 и 3 термочувствительные зле менты 4 и 5, включенные в смежные плечи электрической измерительной схемы с резисторами 6 и вторичным прибором 7. Магистраль подачи анализируемой среды разветвляется на три линии, на которых установлены дроссели 8 - 10. На,магистрали отвода установлены дроссели 11 - 13. Дроссели 8 и 12 выполнены турбулентными, а дроссели 9 и 11 - ламинарными.Дроссели 10 и 13 идентичны и выполнены с меньшим значением гаэодинамического сопротивления по сравнению с другими дросселями. Дроссели 8, 9, 11 и 12 соединены .в Схему гаэодинамического дроссельного моста с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, а дроссели 10 и 13 образуют дополнительную линию в магистрали подачи и отвода анализируемой среды. Проточная камера 1 теплового анализатора состава подсое динена одним концом к междудроссельной камере 14, другим - к междудроссельной камере 15, а средней частью соединена с дополнительными дроссе-лями 10 и 13.Тепловой анализатор состава раба тает следующим образом.Анализируемая среда под постоянным давлением питания через магистраль подачи и дроссели 8 - 10 подается в проточную камеру 1 одновременно с двух концов, а также и в среднюю ее часть. С одной стороны анализируемая смесь падается з турбулентном режиме течения, который обеспечивается турбулентным дросселем 8, С другой - в ламинарном режиме течения, который обеспечивается ламинарным дросселем 9. Иэ камеры 1 анализируемая среда одновременно отводится с двух концов камеры и из ее средней части. При этом отвод среди иэ концов камеры 1 осуществляется в разных режимах течения: в ламинарном режиме через дроссель 11, в турбулентном через дроссель 12. Режим течения через дроссели 10 и 13 одинаков.При начальной концентрации изме ряемого компонента, измеряемого в анализируемой смеси путем указанЗаказ 8859/39 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф , гъУжгород, ул, Проектная, 4 ного выполнения и подсоединения,дросселей, н обоих частях проточкикамеры устанавливаются равные рас ходы анализируемой среды, направленные к точке подсоединения дросселей 10 и 13. Термочувствительные,элементы, раэогреваемые проходящимпо них током, охлаждаются одинаковои их температура, а соответственно,и сопротивление одинаковы. Показания вторичного прибора соответствуют начальной концентрации.При изменении концентрации определяемого компонента в анализируемой среде вследствие сопутствующихэтому изменению вязкости и плотности среды изменяются.гаэодинамическиесопротивления дросселей, Это приводит к изменению значения расходованализируемой среды и обоих частяхпроточной камеры, причем н однойчасти камеры расход увеличивается,а в другой - уменьшается. Направление движения среды через обе частипроточной камеры не меняется, Термо.чувствительные элементы, омываемые.средой, проходящей через проточнуюкамеру, охлаждаются неодинаково,меняются их температуры и сопротинления, что воспринимается измерительной схемой,Каждому значению концентрациианализируемого компонента н иссле-дуемой среде соответствуют определенные значения расходов в обоихчастях проточной камеры, температуры термочувствительных элементов и,соответственно, омические сопротивления термочувствительных элементов,а значит и определенное показаниевторичного прибора.Тепловой анализатор состава посравнению с известными обеспечиваетболее высокую точность измеренияконцентрации определяемого компонента во всем диапазоне измерения, более высокое быстродействиеЭтообъясняется тем, что при всех значениях концентрации определяемого компонента в зоне термочувствительныхэлементов существует нынуяценное двйжение анализируемой среды, в ре-зультате чего обеспечивается стабильность работы. Расходы среды вобоих частях проточной камеры рав-ны при начальном значении концентрации определяемого компонента, но имеют разные направления, причем этИнаправления не изменяются при изме"нении концентрации, что также положительно сказывается на работе термочувстнительных элементон. Дополнительные,дроссели 10 и 13, имеющиеменьшее газодинамическое сопротивление, обеспечинают, кроме рассмотренных выше расходов среды в камере 1,также и быстрый вынос анализируемойсреды иэ эоны термочувстнительныхэлементов прямо в магистраль отвода,миня другие дроссели. Этим исключено нлияние термочувствительных элементов на основные дроссели иэмери" 15 тельной газодинамической схемы 8,9, 11 и 12. В анализаторе отсутствует взаимное влияние термочунствительных элементов.Характеристики анализатора исро следовались на макете, в которомв качестве ламинарных дросселей использовались стеклянные капиллярыс внутренним диаметров 200 мк, вкачестве турбулентных дросселей 5 тонкая никелевая Фольга с отверстием диаметром 60 мк.Дроссели были помещены .н цилиндрическом дюралюминиевом блоке, вкотором выполнены соединительныеканалы, проточная камера и каналыдля резиновых уплотнителей. Внутрикаждой части проточной камеры помещены термочувствительные элементыот хроматографов. Анализатор снабжен устройствами для поддержанияпостоянного давления питания анализируемой смеси и стабилизации температуры.Питание измерительной схемы осу"щестнлялось от источника стабилизи ронанного тока со значением 60 мА.Как вторичный прибор использовалсяпотенциометр и цифровой вольтметр.Макет испытывался на бинарнойсмеси углекислый гаэ - азот с содер жанием углекислого газа 1, 2,4и 10. Сходимость результатов измерения с помощью макета предлагаемого анализатора 0,3. Постоянная времени измерения 2 с.у) Технико-экономический эффект пред,лагаемого аналиэатора достигаетсявследствие более высокой точностиизмерения состава исследуемой среды,а также более высокого быстродейст"вия.