Способ измерения плотности газа

ОПИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ясюе Соеетских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 14.Х 11.1970 ( 1601676/26-25)с присоединением заявкиПриоритет -Опубликовано 22,Н.1972. Бюллетень20Дата опубликования описания 05.1 Х.1972 М. Кл. 6 01 п 9/24 Хомитет пс делам изобретений и открытий лри Сосете Министрбе СССР) х х СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ГА где Р, - ст ср= -- отн Со тическое давление вшение теплоемкостей е; за пр Для определения скорости звука и коэффициента объемной упругости используют зависимость собственной частоты акустического резонатора (1,) от скорости звука и зависимость собственной частоты механического резонатора (1 ю,) от коэффициента объемной упругости газа. Эти зависимости выражаются соотношениями:1 5где Я 1, 1 ь 7 - геометричестического резонатора, Сбраны механического резогруза механического резон30 геометрические размеры кнатора,ские размерь- гибкостьнатора, М -атора 72 иеханического аку- меммасса 2 резоИзобретение относится к области физико- химического анализа, в частности, к измерению параметров газов и может быть использован для дистанционного измерения плотности различных газов в широком диапазоне статических давлений и температур,Известен способ измерения плотности газа, основанный на зависимости скорости распространения звука в газе от величины акустического сопротивления газа. Для реализации известного способа измеряют полное электрическое сопротивление излучателя, величину акустического сопротивления и скорость звука.Предлагаемый способ позволяет повысить точность анализа и упростить его методику.С этой целью для определения плотности газа измеряют две частоты: частоту собственных колебаний акустического резонатора и частоту собственных колебаний механического резонатора, т. с. два однородных параметра, а это сушественно упрошает процесс измерения.Для определения плотности газа р в предлагаемом способе используют зависимость плотности газа от скорости звука в газе С; а также от коэффициента объемной упругости газа уРю. Эта зависимость выражается соотношением: постоянном давлении и постояппоп объеме.Из выражений 1 и 2 получают расчетнуюформулу для определения плотности газа рпо известным частотам 1 а и 1, а именно:1 мом 1 а где К и 1 о - постоянные величины, опреде 2ляемые геометрическими размерами резонаторов, величиной гибкости мембраны механического резонатора С и массой груза механического резонатора М.Таким образом, процесс измерения плотности газа сводится к измерению двух параметров: частоты собственных колебаний акустического резонатора 1 а и частоты собственных колебаний механического резонатора 1, причем при последовательном измерении этих частот можно использовать одну измерительную схему.На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Блок-схема содержит блок резонаторов 1, состоящий из акустического резонатора 2, одной из стенок которого является мембрана 3, механического резонатора 4, представляющего собой замкнутый объем, одной из стенок которого является мембрана 5 с укрепленным на ней грузом 6, электромагнита 7, датчиков переменного давления 8 и 9. Кроме того, блок-схема содержит измеритель частоты 10 и источник питания электромагнита 11.Процесс измерения происходит следующим образом. При подаче питающего напряжения от источника питания 11 на электромагнит 7 мембраны 3 и 5 притягиваются к полюсам электромагнита. В момент притяжения мемораны 3 к полюсу электромагнита 7 происходит резкое изменение объема акустического резонатора 2, в результате чего в резонаторе возбуждаются затухающие колебания давления газа, происходящие на собственной частоте резонатора 1 а. Эти колебания преобразуются датчиком переменных давлений 8 в электрическое напряжение, изменяющееся с той же частотной, и поступают на вход измери.теля частоты 10. Таким образом происходит измерение частоты 1 а. После измерения частоты 1 а измеритель частоты 10 подключают к датчику переменных давлений 9, который установлен внутри механического резонатора 4. Затем электромагнит 7 отключается от источника питания 11. При этом мем 10 браны 3 и б отходят от полюсов электромагнита 7. Мембрана б после отхода от полюсов электромагнита 7 начинает затухающие колебания на собствеппой частоте 1, прои этом в замкнутом объеме механического резонатора15 4 происходят колебания давления газа с тойже частотой 1 м, Эти колебания воспринимаются датчиком 9 и в виде электрического напряжения той ке частоты поступают на вход измерителя частоты 10. После замера частоты20 1 м по расчетной формуле 3 определяют величину плотности газа р.Предмет изобретения25 Способ измерения плотности газа путемизмерения скорости распространения звука и коэффициента объемной упругости, отличаюиийся тем, что, с целью повышения точности измерений, измеряют частоту собственЗ 0 ных колебаний акустического резонатора,частоту собственных колебаний механического резонатора и плотность определяют по формуле:351 а2где К и 1 о - постоянные величины, определяемые геометрическими разме 40рами резонаторов,Га - частота собственных колебанийакустического резонатора;1 - частота собственных колебаниймеханического резонатора, 343194Составитель В. Вощандактор Л. Василькова Техред Т. Ускова Корректор Т. МироновЗаказ 2593/8 Изд.1134 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2