Плотномер газов

СОЮЗ СООЕТСНИХсаиЛКПВааеРЕСПУБЛИК 511 С О Н 9/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС 3 ф .(7) Научно-исследовательский и про-.ектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химическойпромышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 393641, кл, С 01 Ы 9/26, 1974,2, Патент США В 3117439,кл. 73-30, опублик. 1975 (прототип).(54)(57) ПЛОТНОЕР ГАЗОВ, содержащийпневматический мост с тремя вертикальными каналами, включающими канал подачи газа-носителя, канал подачи ана 80.1 087828 А лизируемого газа и канал сброса смеси газов, измеритель разности скоростей потоков газа в верхней и нижней частях канала подачи газа-носителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений, измеритель разно сти скоростей потоков газа в верхней и нижней частях канала подачи газаиосителя выполнен в виде двух пьезоприемников с поглотителями, размещен ными на концах канала подачи газа- носителя, излучателя ультразвуковых колебаний, помещенного в резонатор, сообщающийся с центральной частью канала подачи газа-носителя, и фазометра., подключенного к пьезоприемникам.С чс Ч 20878Изобретение относится к измерительной технике, предназначено дляизмерения плотности газовых сред иможет найти применение в качестведетектора для промьппленных и лабора-.5торных хроматографов.Известно устройство для измеренияплотности газов, содержащее пневматический измерительный мост, в плечах которого установлены турбулентные дроссели1 1,Однако известный плотномер имеетбольшие систематические ошибки, вызванные влиянием вязкости, изменениемрасхода, температуры и других параметров измеряемой среды.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсявесовой детектор, в котором в качестве чувствительных элементов применены металлические полупроводниковыетерморезисторы, служащие для измерения разности скоростей потоков дополнительного газа в горизонтальных каналах пневматического моста при изменении веса столба газа, поступающегоиз хроматографичсской колонки в вертикальный канал .2 1,Недостатк:.ми этого прибора являются высокая инерционность, узкий ли- З 0нейный динамический диапазон, зависимость чувствительности детектора отперепада температур между стенкой ка"нала и чувствительным элементом.,Поэтому погрешность измерения плотностигазов превышает + 2,5 Е.Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности измерения,Цель достигается тем, что измери-.40тель разности скоростей потоков газав верхней и нижней частях канала подачи газа-носителя выполнен в видедвух пьезоприемников с поглотителями, размещенными на концах канала по 45дачи газа-носителя, излучателя ультразвуковых колебаний, помещенного врезонатор, сообщающийся с центральной частью канала подачи газа-носителя, и фазометра, подключенного кпьезоприемникам.На чертеже показано предлагаемоеустройство.Устройство содержит пневматическиймост 1, пьезоприемники 2 с поглотителями Э, размещенными в приемных камерах 4, реэонансную камеру 5, гдеустановлен излучатель 6 непрерывныхультразвуковых колебаний, стабилизи 28 2рованный кварцем генератор 7 и фазо-, метр, состоящий из предварительных усилителей 8 и 9, усилителей-ограничителей 1 О и 11, фазовращателя 12, фазового детектора 13 и регистриру ницего прибора 14.Центральная часть вертикального канала 15, по которому течет газноситель, в виде двух трубок заведена в резонансную камеру 5 так, что их отверстия направлены против общего пьезоизлучателя, Когда подается газ-носитель в резонансную камеру через боковой патрубок 1 и в вертикальный канал 16 иэ колонки также поступает газ-носитель, то в вертикальных. трубках канала 15, служащих звуковыми волноводами, устанавливаются равные скорости потока газа-носителя, Как только в.канал 16 из колонки поступит анализируемая компонента газа, плотность которой отлична от плотности газа-носителя, изменяется вес столба газа в вертикальном канале 16, что приводит к нарушению равновесия скоростей потока в звуковых волноводах. Пусть они станут при этом Ч и Ч . В волново 1 гдах под действием общего излучателя 6 непрерывных ультразвуковых колебаний, длина волны которых превосходит диаметр волноводных трубок, распространяются в сторону пьеэоприемников 2 бегущие волны, так как в приемных камерах размещены .поглотители ультразвуковых колебаний, а сами приемники имеют размеры много меньше длины .волны излучения, Когда в волноводах установятся скорости потока Ч и Чг ультразвуковые колебания от излучателя на приемники приходят с разностью фаз, определяемой соотношением где С в . скорость ультразвука в газеносителе;ы - круговая частота излучения;1 - расстояние от излучателя доприемника каждого акустического канала,А так как СЧ, и С ъ Ч , то последнее выражение записывается в ви- де Д 9= г ДУСгде дЧ = Ч - Ч - разность скоро 1 гстей потока газа-носителя в звукопроводах, вызванная изменением еса)087828 ИИПИ Заказ 264Подписное 7 3столба газа в канаЛе 16. Сигналы поступающие на приемные пьезоэлемен" ты со сдвигом фаз Д 9, предварительно усиливаются, затем ограничиваются по амплитуде и поступают на фазовый детектор, выходное напряжение которого пропорционально разности фаз и соответственно разности скоростей потока газа-носителя в эвукопроводах. Выходное напряжение фазового О детектора контролируется регистрирующим прибором, Фазовращатель 12, входящий в один из приемно-усилительных каналов, служит для первоначальной установки нуля в момент равновесия моста и последующей, если это необходимо, его корректировки.Таким образом, измеряя сдвиг фаз ультразвуковых колебаний в момент нарушения равновесия пневматического 20 моста, находят плотность из соотношения Филиал ЛПП "Патент", Ужгород. ул, Проектная где дО(й) - сигнал детектора в момент времени С;С - постоянный коэффициентзависящий от конструкции детектора и его прин"ципа действия;р и р" соответственно плотности анализируемого компонента газовой смеси игаза-носителя;К(с) - концентрация анализируемого компонента в газеносителе, проходящего через детектор в моментвремени й.Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства определяется увеличением чувствительности и точности измерения плотности газов.