Устройство для измерения параметров газа

О П И С А Н И Е (и)943559ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советски кСоциапистичесникРеспубпин(22) Заявлено 14, 10,80 (21)2991999/2 3-26с присоединением заявки МО. 01 й,7/00 3 Ьаударстаеный камвтат СССР ао делам нзабрвтеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗАИзобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в системах аналитического контроля и управления в качест.,ве датчика, например, плотности, вязкости или состава газовых смесей.Известен газовый плотномер эффузионного типа, выполненный на элементах УСЭППА Р 3Недостатками. этого плотномера являются сложная конструкция и ограни ченная точность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 4 фдля измерения параметров газа, содержащее каналы эталонного и измеряемого газов, в каждом из которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовой дроссельный делитель, связанный с линией сброса соответствующего канала, регулятор давления, плюсовой вход которого подключен к линии эаданного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного делителя, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с глухой, расходной и сопловой камерами и выходной узел 2 .Однако у известного устройства низкая точность, обусловленная наличием элементов с ограниченной надежностью. Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции устройства.Указанная цель достигается тем,что выход регулятора подключен кглухой камере повторителя, расходнаякамера которого соединена с выходами ограничительных дросселей обоихканалов, а выходной узел выполнен гов виде операционного усилителя слинейным дросселем, при этом выходыдроссельных делителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены3 94355 соответственно к плюсовому и минусовому входам усилителя, выход которого через линейный дроссель связан со Таким образом, изменение параметра П в конечном счете, оказывается пропорциональным изменению давления Р выходного сигнала устройства, т,е.о (и у) дкоэффициент пропорциональности; П 9 - параметр эталонного газа, в качестве которого может быть использован, например, киповский воздух,35 50 55 своим минусовым входом.На чертеже представлена блок-схемаустройства для измерения параметровгаза.Устройство состоит из ограничительных дросселей 1 и 2, повторителя давления 3, двухвходовых дроссепьныхделителей 4 и 5, установленных в канале эталонного газа, двухвходовых дроссельных делителей 6 и 7, установленных в канале измеряемого газа,регулятора давления 8, операционного усилителя 9 и линейного дросселя 10,образующих выходной узел а такжелиний входа и сброса эталонного иизмеряемого газа в линии заданногодавления РоУстройство может быть собрано из серийных элементов УСЭППА. Так, например, регулятор 8 может быть выполнен на основе пятимембранного сумматоратипа П 2 ЭС.3, охваченного единичнойинерционной положительной обратной связью, образованной звеном дроссель -объем. Аналогично может быть реализован усилитель 9, В качестве линейного дросселя 10 может быть использован квазилинейный дроссель,Дроссельные делители 4, 5 и. 6, 7 в зависимости от измеряемого параметра., например, плотности или вязкости должны быть ламинарно-турбулентными илитурбулентно-ламинарными, причем принастройке должно быть обеспечено равенство соответствующих сопротивлений Р 4 Р 6Р = Рт Устройство работает следующим образом,Эталонный и измеряемый газ из линий входа непрерывно поступает черезограничительные дроссели 1 и 2 и далее через расходную и сопловую камеры повторителя 3, с одной стороны,и через делители 4, 5 и 6, 7, с другой стороны, в линии сброса. При этомдавления РРй на входах делителей5 и 6, 7 согласно принципу действия повторителя 3 оказываются равными давлению Р на выходе регулятора 8, т,е, Р= Р = Ри . Регулятор 8;воздействуя на давление Р, поддерживает давление Р на выходе делителей 6, 7 на уровне заданного давления РО, тем самым обеспечивая постоянство расхода Ои = Я через дроссе 1 9 4ли делителей 6, 7. Аналогично усилитель 9 путем изменения расхода 0 через дроссель 10 поддерживает давление РЭ на уровне Ри = Рс , что обеспечивает постоянство суммарного расхода 0 -- 0 + 11 через дроссель дрос сель ного делителя 4-5 и дроссел ь 9. Пуст ьнапример, в некоторый момент времени измеряемый параметр измеряемого газа Пи начинает увеличиваться. При постоянном расходе 0 это1 приводит к увеличению давления Ри . Регулятор 8, стремясь сохранить давление Ри на прежнем уровне, начнет уменьшать давление Р = Ри и, следо 1 вательно, расход 0 . Уменьшение давления Р = Р приводит также к уменьшению расхода О э и давления Рэ . Теперь уже усилитель 9, стремясь,сохранить давления Рз на прежнем уровне, должен будет увеличить давление Р на такую величину, чтобы расход1 скомпенсировал уменьшение расхода ОПоскольку регулятор 8 и усилитель 9 обладают высокой точностью, а величина соотношения Р/Р может быть установлена в процессе настройки достаточно большой, то чувствительность устройства и связанная с ней точность измерения параметра может быть достаточно высокой. Повышение точности устройства происходит, во-первых, за счет более высокой точности обеспечения равенства давлений Рз = Ри , которое в устройстве отрабатывается в расходной камере одного, общего для дросселей 1 и 2, повторителя 3, и, во-вторых, за счет применения в качестве выходного устройства операционного усилителя 9 с линейным дросселем 10, обеспечивающих компенсационный принцип измерения. Применениеизобретения в промышленности позволяет получить значительный экономический эффект за счет повышения точности определения параметров в технологических газах химических, нефтехимических и др. производств./48 Тираж 887 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретении 113035, Москва, Ж,Заказ 50 Подпкомитета СССРи открытийаушская наб д, 4/5 н филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проек Устройство для измерения параметров газа, содержащее каналы эталонного и измеряемого газов, в каждом из 5 которых последовательно установлены ограничительный дроссель и двухвходовой дроссельный делитель, связанный .с линией сброса соответствующего канала, регулятор давления, плюсовой вход которого подключен к линии заданного давления, а минусовой вход связан с выходом дроссельного делителя, установленного в канале измеряемого газа, повторитель давления с 15 глухой, расходной и сопловой камерами и выходной узел, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, выход регулятора давле ния подключен к глухой камере повторителя давления, расходная камеракоторого соединена с выходами ограничительных дросселей обоих каналов,а выходной узел выполнен в виде операционного усилителя,с линейным дрос.селем, при этом выходы дроссельнцхделителей каналов измеряемого и эталонного газов подключены соответственно к плюсовому и минусовому входам усилителя, выход которого черезлинейный дроссель связан с минусовымвходом усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кузнецов В. И. и др. Пневматический датчик состава и свойств газов.Труды совещания. Часть 1, НИИТЭХИИ,М., 1974, с. 15 б.2. Авторское свидетельство СССРМ 458738, кл. 8 01 И 9/26, 1970.