Устройство для измерения параметров парогазовой среды

(51)5 С 01 Ь 7 с 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 220/24-12,881.90. БюпкогорныйГоскомгид Р 44г.еофизическийромета СССР,ьчик ,-М.Х,Б тр ухин 31. 787 втор ско 815, кл в, М.Т.Абшаев,(54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАРОГАЗОВОЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может бытьиспользовано в метеорологии и химической промышленности для измерениявлажности и температуры в газах исвободной атмосфере с повышенной точностью. Устройство содержит П-образную трубку 1 с манометрической жидкостью, одно колено которой содержитрасширительный сосуд 4, подключенный1610326 к пробковому крану 5 с заборным патрубком 6, а другое колено подключенок второму пробковому крану 8, связанному с первьм краном 5 посредствомсоединительной трубки 9 В полостикрана 8 размещены измеритель 12 температуры и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, а пробка крана 5 с заборным патрубком снабженамерным отсеком 21 и полостью 22, соединенной с исследуемой газовой средой посредством масляного затвора,Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения парциального давления водяных паров, водности и температуры в газах и свободной атмосфере.Цель изобретения - повышение точности измерения параметров парогазовой среды.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит Б-образную трубку 1, заполненную манометрической жидкостью 2, Колено 3 0-образной трубки 1 содержит расширительный сосуд 4, подключенный к пробковому .крану 5, содержащему заборный патрубок 6. Второе колено 7 0-образной трубки 1 подключено к второму пробковому крану 8, связанному с краном 5 посредством соединительной трубки 9, В полости 10 пробки 11 размещены измеритель 12 температуры (например термопара) и влагоразлагающий электрохимический элемент 13, подключенные соответственно к гермовводам 14 и 15, расположенным в торцовой части пробки 11. Влагоразлагающий электрохимический элемент 13 состоит из пористого стеклянного основания 16, заключенного между двумя коаксиальными электродами 17 и 18. Коаксиальный электрод 17, выполненный в виде цилиндра охватывает основание 16 снаружи, а коаксиальный электрод 18 выполненный в виде стержня, установлен в центре основания 16. Внутренняя поверхность пор основания 16 покрыта гидратированной пленкой пятиокиси фосфора РО,-, которая может быть по,лучена смачиванием пористого основания водным раствором РО и последую 25 30 35 40 45 50 55 Корпус и пробка крана 5 с заборнымпатрубком на уровне полости 22 содержит две пары отверстий, причем однасмежная пара отверстий 31 соединенас одним коленом П-образной трубки,а другая пара смежных отверстий 30соединена с другим коленом посредством соединительной трубки 32. К пробковому крану 8 с электрохимическимэлементом подключен дополнительныймерный сосуд 34 с регулируемым объемом. 1 ил. щим высушиванием при пропусканииэлектрического тока. Наружный электрод 17 электрохимического элемента13 герметично закреплен в полостипробки 11 и обеспечивает тем самымпрохождение газов только через пористое основание 16. Пробка 11 содержит отверстие 19, совмещенное сотверстием соединительной трубки 9,Пробка 20 крана 5 содержит мерныйотсек 21 и полость 22, разделенныеперегородкой 23. Полость 22 связанас внешней средой через масляный затвор 24, Масляный затвор 24 представляет собой расположенную у основаниякрана 5 емкость 25 с манометрическойжидкостью 26, свободное пространствокоторой связано с внешней газовойсредой посредством патрубка 27. Приэтом в манометрическую жидкость,26на некоторую глубину опущена трубка28, сообщающаяся с полостью 22. Корпус 29 и пробка 20 крана 5 на уровне полости 22 содержит две пары ответных отверстий 30 и 31, причем однапара ответных отверстий 30 связанас коленом 7 посредством соединительной трубки 32, а другая пара отверс"тий 31 связана с коленом 3 0-образной трубки 1. К пробковому крану 8с помощью соединительного патрубка33 подключен мерный сосуд 34, выполенньй в виде стеклянного цилиндрас регулируемым объемом полости 35.Мерный сосуд 34 содержит в полости35 поршень 36 с уплотнительными кольцами 37, обеспечивающими необходимуюгерметичность полости 35, В верхнейчасти сосуда 34 размещена крышка 38с резьбовым отверстием 39, куда вкручен регулирующий винт 40, связанный30 где Г,35 40 50 5 161 с поршнем 36. Сосуд 34 прикреплен к корпусу крана 8 с помощью стяжки 4 1. На боковой поверхности сосуда 34 нанесена шкала 42 делений, позволяющая определить объем свободного пространства пробкового крана 8 (в том числе и объем полости 35, мерного сосуда 34 и соединительных трубок 9, 7 и 32, примыкающий к крану 8). Пробка 20 на уровне заборного патрубка 6 и соединительной трубки 9 содержит два отверстия 43 и 44Угол между осями отверстий составляет 90, Отверстие 44 размещено на пробке 20 так, что при совмещении ее с отверстием соединительной трубки 9, совмещаются ответные отверстия 30 и 31 на кране 5. Б-образная трубка 1 снабжена линейкой 45 для отсчет уровня манометрической жидкости в коленах 3 и 7,Устройство работает следукщим образом.Перед осуществлением измерения выравнивают давление в коленах 3 и 7 П-образной трубки 1, совмещая вращением пробки 20 отверстия 30 и 31, При этом совмещается также отверстие 43 пробки 20 с отверстием канала соединительной трубки 9. После этого мерный отсек 21 подключают к внешней среде, содержащей водяной пар, поворачивая пробку 20 вправо на 90 При этом отверстие 43 пробки 20 совмещается с каналом заборного патрубка 6, что обеспечивает возможность диффузии водяных паров из внешней среды в полость мерного отсека 21, После истечения времени, достаточного для выравнивания давления паров в мерном отсеке 21 и окружающей среде, мерный отсек подключают к влагоразлагаюшему электрохимическому, элементу 13, поворачивая пробку 20 влево на 90 . При этом совмещаются отверстие 43 с каналом соединительной трубки 9, а также ответные отверстия 30 и 31 крана 5. После полного осаждения пара на поверхности гидратированной пленки Р О отсек 21 подключают к внешней среде, поворачивая пробку 20 крана 5 вправо на 90 , а затем к электродам 17 и 18 через гермовводы 15 подают напряжение постоянного тока порядка 6-12 В. Под действием электрического тока водяной пар, поглощенный гидратированной пленкой РО, разлагается на водород и кислород, создающие в колене 7 трубки 1 0326 6избыточное давление. После разложения всей влаги на гидратированнойпленке РО, регистрируемое по вели 5чине тока электролиза, перемещая поршень 36 вверх или вниз в коленах 3 и7 Б-образной трубки 1 устанавливаютразность уровней манометрической жидкости, ко тор ую можно буд ет измеритьс достаточно высокой точностью. Оттого, насколько точно будет измеренаэта разность, будет зависеть и точность измерения искомого параметрапарогазовой среды (парциального давления пара или водности). Поэтому,перемещением поршня 36 вверх иливниз, необходимо создать в левом кол ене 7 такое давление газ ов, прикотором разность уровней будет охва 20 тывать весь рабочий диапазон шкалылинейки 45. Затем регистрируют температуру газов в левом колене 7 спомощью измерителя 12, а также определяют объем, занимаемыи газом в25 том же левом колене 7, по шкале 42мерного сосуда 34,Истинное значение давления Р водя-.ного пара в исследуемой среде определяют по формуле- давление газов в левомколене Б-образной трубки 1, мм масляного столба (определяют по шкалелинейки 45),- объем, занимаемый газомв левом колене 7 Б-обра з ной тр убки 1, м(данный объем включаетсвободный объем крана8, объем полости сосуда34 и свободный объемсоединительных трубок9, 7 и 32, примыкающихк крану 8),Т и Т - температура парогазовойсреды соответственно вокружающей среде и влевом колене 7 Ц-образной трубки 1, К,объем мерного отсека21, м55 Истинное измеряемое давление водяных паров может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на электр олиэ воды, по формуле1610326 Ч = ( - " - )(3)Й Р, РаК Т, Т Р дф СТЯ/Ч, .(2) где рР и Р Т 1 и Т фор мул Устройство для измерения параметров парогазовой среды по авт.св.У 1486815, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено мерным сосудом с регулируемым объемом, подсоединенным с помощью патрубка к полости второго пробкового крана, в котором установлен электрохимический элемент. Составитель Н.МатрохинаТехред М.Дидык " , Корректор Л,Бескид Редактор А,Ревин Заказ 3731 Тираж 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно"издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 где. С - постоянный коэффициент;Т - температура газов, измеренная спомощью термопары, оК,Ч - объем мерного отсека 21, м ,Я - количество электричества, затраченного на электролиз воды, К.При измерении водности облачной среды с борта летающих лабораторий (ИЛД, ИЛ, АНБП) заборный патрубок 6 подключают к облачной среде, содержащей не только водяной пар, но и капельки воды диамет ом до 5 300 мкм. При этом по выше изложенной методике определяют давление Р газов, образовавшихся в левом колене при разложении мелких частичек воды и пара облачной среды, Затем патрубок подкпючают к специально размещенной за бортом самолета емкости, содержащей дистиллированную воду, ч определяют давление Р водяного пара имеюУ 25 щего ту же температуру, что и облачная среда, после чего водность И облачной среды определяют по формуле- молекулярный вес воды; - давление газов в левомколене манометра, соответственно, при разложении частичек воды ипара облачной среды ичистого пара;- универсальная газоваяпостоянная;- абсолютная температурагазов в левом коленеманометра и, соответственно, облачной среды, а,из обр ет ения