Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтскнк Соцналнстнчвскни Рвспублнк(23) Приоритет С 01 Р 5/00 Государственный коиитет СССР ио дедаи изобретений и открытийОпубликовано 1503 ВЗ. Бюллетень йо 10 53) УДК 532.574,088,8) Дата опубликования описания 150383(73) Заявитель 54) уст РОйСИ ОБЪЕМА ПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРЮЩИХСЯ ГАЗОВ Л йства вания 2 ио30 Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов газовыделений в лабораторных и производственных условиях из жидкостей и твердых тел, как под действием избыточного давления, так и раз режения.По основному авт. св., У 838574;известно устройство для опРеделения скорости и объема выделякицихся газов выполненное в виде измерительной камеры, измерительного преобразователя частотомера, счетчика импульсов, исполнительного механизма, камеры постоянного давления; камеры для анализируемого вещества и двухходового крана, при этом измерительный преобр зователь содержит золотниковый эле-.мент, к выходу которого подключеназмерительная камера и через пребразователь давления - триггер сраздельными входами, а выход триггера соединен с входами частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма золотникового элемента, пр чем входы золотникового элемента сое динены друг с другом через двухходовой кран, а один из них подключен к преобразователю давления, выполненному в виде дифференциального манометра, и к источнику постоянного дав ления, а другой вход - к камере для анализируемого вещества 1 3Недостатком известного устро является невозможность регулиро диапазона измерений..Цель изобретения - обеспечение регулирования диапазона измерений,Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит сильфонный блок, состоящий,из двух сильфонов, точный пневматический повторитель, пружину, два пятимембранных сумматора, задатчик давленния и вторичный прибор, при этом к одному из сильфонов подключена измерительная камера и одна из положительных камер первого пятимембранного сумматора, в другой сильфон помещена пружина и дном является мебрана точного пневматического повторителя, выход которого подключен в одну из положительных камер второго пятимембранного сумматора, другая положительная камера которого соединена с атмосферой, одна отрицательная камера второго пятимембранного сумматора соеди-нена с его выходом и входом вторич 1004884ного прибора, а другая подключена квходу первого сильфона, к выходупервого пятимембранного сумматораи к одной иэ его отрицательных камер, причем другая отрицательная каме.ра этого сумматора соединена с атмосферой, а другая положительнаякамера соединена с задатчиком давления.На чертеже Приведена принципиаль.ная схема устройства. 0устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов состоит из эолотниконого элемента 1, кканалу 2 которого присоединена,камера 3 постоянного давления и вход4 крана 5. Вход 6 крана 5 пЬдключен кк штуцеру камеры 7 и к нходу 8 золотникового элемента 1, К входу 9золотниконого элемента 1 подключенаизмерительная камера 10 и вход 11 дидиФференциального преобразователя 12 20давления, вход 13 которого подключенк камере 3 постоянного давления, Выходы преобразователя 12 давления под-,ключены к соответствующим входами триг"гера 14 с,раздельными входами. Выход триггера 14 присоединен к входучастотомера 15 и к счетчику импульсон 16, а также соединен с входомиспблнительного механизма 17 золотникового элемента 1. Канал 18 золот- ЗОника 19 соединяет канал 9 с каналом2 или 8. Устройство дополнительносодержит сильфонный блок, состоящийиэ двух сильфонов 20 и 21, точныйпневматический повторитель 22, пружину 23, два пятимембранных сумматора 24 и 25, эадатчик 26 давления ивторичный прибор 27, например манометр,Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газон фОработает следующим образом.Рассмотри принцип действия устройстна, работающего, например, в режиме измерения параметров газовыделений из жидкости, при подаче на ее по нерхность разрежения. В начальныймомент времени канал 8 золотниковогоэлемента 1 соединен через нход 9 сизмерительной камерой 10 и с входом11 преобразователя 12 давления. Га Озоныделения в начальный момент отсутствуют. Поворотом крана 5 кратковременно сообщают вход 8 золотниковогоэлемента 1 с камерой 3 постоянногодавления, производя тем самым подачу н камеру 7 с анализируемой жидкостью давления, при котором необходимо пронести измерения. Послесоздания над поверхностью жидкостиразрежения требуемого уровня, кран5 переводят в. положение, при котором Юканалы 2 и 8 отсоединяются друг отдруга. Начинается процесс газовыделений,При выделении газон из жидкостиразрежение в системе уменьшается. На 5 входы преобразователя 12 давления, выполненного в виде дифференциально го манометра, поступает разность дав лений 6 Р, абсолютная величина которого растет с увеличением количест ва выделившихся газов. Как только 01 на входе преобразователя 12 давлений достигнет некоторого максимального значения, определяемого настройкой преобразователя 12, на выходе преобразователя 12 появляется сигнал, переводящий триггер 14 в состояние а единичным выходом. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механизма 1,7, который при этом перемещает золотник 19, соединяя канал 2 с каналом 9. Происходит разгрузка камеры 10 и сильфона. 20 в камеру 3 постоянного давления, т. е. происходит заряд камеры 10 и сильфона 20 до начального давления, а вместе с этим и выброс выделившихся газов,После того, как н камере 10 и силь фоне 20 давление достигнет заданного значения, определяемого настройкой преобразователя 12, триггер 14 срабатывает, На его выходе появляется сигнал нулевого уровня, которым эолотниковый:элемент переводится в начальное состояние, те. камера 7 соединяется с камерой 10 и сильфоном 20 через каналы 8, 18 и 8. Вновь начинается процесс заполнения камеры 10 и сильфона 20 выделившимися газами, Процесс заполнения происходит аналогично рассмотренному.Регулирование диапазона измерения в устройстве происходит следующим образом. Давления Р 2 е, Р 22, Р 4, Р РЬ, действующие в соответствующих элементах устройства, определяются следующим образом;Р 1 о+ РЬ Р 15 Р 22 Р 24 22 24+ 3 2 З= КаЕ Ч,= КоЕ где Р - давление, воздействующеена мембрану точного повторителя 22, возникающее засчет растяжения пружины 23;К 2 - жесткость пружины 23величина деформации пружины 23 уЧ 20 - объем внутренней полостисильфона 20К 20 - коэффициент пропорциональности,Иэ уравнений 11) следуетТаким образом, величина давления Р пропорциональна величине внутреннего объема сильфона 20,Связь между величинами Ч и Р имеет вид 2 ЬЪо Ч 2 отаюР2 Ь пкФгде Ч 20 пщк" максимальное значение внутреннего объема сильфона 20;2 ЬеаФ- значение давления задатчика 26, необходимое для мак Осимального сжатия сильфона20, зависит от упругостисильфона 20 и жесткости пружины 23.15Изменение объема скльфона 20 про" исходит с помощью эадатчика 26 давления и может быть осуществлено автоматически. О величине обьема сильфо- на 20. судят по показанкям вторичного прибора 27.О скорости газовыделений % в уст. устройстве судят по частоте переключений триггера 14, которая измеряет-. ся частотомером 15 и связана со скоростью гаэовыделений зависимостьюЙ = - ы (4)ьРЧЙТгде дРР-Р 2 - зона нечувствительности дкфференцнального преобразователя12;(Р)- верхнкй предел срабатывания преобразователя 12 давлений, Р 2 - нижнийпредел срабатыванияпреобразователя 12давлений , являющийсязаданным давлением,при котором проиэводится измерение;Ч - объем камеры.10 и сильфона 20;к - газовая постоянная;Т - температура газа, 45Количество выделившихся газов Всвязано с количеством импульсов Й,поступивших на счетчик импульсов 16соотношением вида50 Информация об измеряемых парамет рах на выходе устройства представляется в виде последовательности прямоугольных импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости гаэовыделейий, а количество импульсов пропорционально количеству выделившегося газа.Для исключения влияния изменения температуры на показания измери.- тельного устройства камеры 3, 7, 10 и снльфон 20, эолотниковый элемент и соединительные трубки помещаются В термостат (на чертеже не показан).Формула изобретенияУстройство для определения скорости и объема. выделяющихся газов поавт. св. М 838574, о т л и ч а ю-.щ е е с я тем, что, с целью обес"печения регулирования диапазона из- .мерений, оно снабжено сильфонным блбком, пневматическим повторителем,двумя пятимембранными сумматорами,задатчиком давления и вторичным при-,бором, при этом сильфонный блок вы-:полнен в виде двух имеющих общее не",подвижное основание сильфонов, причемторец первого иэ них подпружинен исвязан с рабочей камерой пневматического повторителя, второй сильфонсоединен с измерительной камерой иодной иэ положительных камер первогопятимембранного сумматора, а выходпневматического повторителя подключен к одной из положительных камервторого пятимембранного сумматора,другая положительная камера которогб.соединена с атмосферой, одна отрицательная камера второго пятимембранного сумматора соединена с его выходом и входом вторичного прибора, адругая подключена к входу первого ..сильфона, к выходу первого пятимембранного сумматора и к одной из егоотрицательных камер, причем другая,отрицательная камера этого сумматорасоединена с атмосферой, а другая положительная камера соединена с задатчиком давления.Источники информации,принятые во внимание при эксперткзе1. Авторское свидетельство СССРР 838574, кл. С 01 Р 5/00, 1979утяга орректо Зака одписное д Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,илиа 874/56 ВНИИПИ Го по делам 13035, МосТираж 871арственногоэобретенийЖ, Рауш комитет открыт ская на