Устройство для определения параметров парогазовой среды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 728 А 1 е)5 60 ВЕННЫЙ ИЕ ИЗОБРЕТ П Я 6физический институ Измерение влажност етельство СССР 7/18. 1987. ОСУДАРСТ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАРОГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения параметров парогазовой среды, Целью изобретения является сокращение продолжительности цикла измерения, Перед измерением осуществляют отбор исследуемого газа путем открытия кранов 41 и 42. Затем закрывают их и вращением пообки 101765728 совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке 11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10, При этом выравнивается давление в коленах 4 и 5 О-образного манометра 1. Одновременно водяной пар из отсека 9 попадает в полость 12, где сорбируется активной поверхностью электрохимического элемента 15. После осаждения водяного пара пробку поворачивают опять на 90, При этом полость 12 Изобретение относится к приборостроению, в частности к определению таких параметров, как парциальное давление пара,водность и температура облачной среды.Известны различные устройства для определения парциального давления пара, воснове которых лежит кулонометрическийпринцип измерения количества влаги, поглощенной электрохимическим элементом1, 10Недостатком известных устройств я вляется низкая точность измерения, а такжеограниченная сфера их применения, Устройства пригодны для измерения толькодавления пара в газовом потоке. 15Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для измерения параметровпарогазовой среды, содержащее 0-образную манометрическую трубку, к концам которой подключены два пробковых крана, водном из которых в полости пробки размещены электрохимический элемент и датчиктемпературы, а в полости другого пробкового крана размещен мерный отсек, сообщающийся с заборным патрубком, а такжерасширительный сосуд, соединительные.трубки и маслянный затвор 2,Недостатком известного устройства является значительная продолжительность 30цикла измерения, что связано с медленнымпроцессом диффузии пара из мерного отсека в объем с электрохимическим элементом. Целью изобретения является сокраще ние продолжительности цикла измерения.Цель достигается тем, что в устройстве для определения параметров парогазовой среды мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый 40 кран снаружи, при этом верхняя емкость в пробковом кране содержит перекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом О-образной трубки, а другие - с мерным отсеком, при этом электро химический элемент и измеритель сообщается с правым коленом 5 О-образной трубки, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширительным сосудом 7. На элемент 15 подается напряжение тока. Водяной пар, поглощенный элементом, разлагается на водород и кислород, Измеряя разность уровней в коленах 4 и 5, определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде, 1 ил. температуры размещены в верхней емкостипробкового крана,Конструкция устройства позволяет сократить продолжительность цикла измерения,На чертеже изображено устройство дляопределения параметров парогазовой среды.Устройство содержит 0-образную трубку 1, заполненную манометрической жидкостью 2, М-образная трубка 1 снабженалинейкой 3 для уровня манометрическойжидкости 2 в его коленах 4 и 5. Колено 4трубки 1 содержит уширенный участок 6,подключенный к одной стороны к расширительному сосуду 7, выполненному в видецилиндра. Сосуд 7 примыкает к основаниюпробкового крана 8, в корпусе которого размещен мерный отсек 9, выполненный в видекольцевой камеры, охватывающей пробку10. Между пробкой 10 и кольцевой камерой9 предусмотрена кольцевая перегородка 11,обжимающая пробку 10 по его периметру.Внутри пробки 10 размещены полости 12 и13, разделенные перегородкой 14, В полости 12 размещены электрохимический элемент 15 и термопара 16, подключенныесоответственно к гермовводам 17 и 18,Пробка 10 на уровне полости 12 имеет отверстия 19-22, причем отверстие 22 лежит водной плоскости с отверстием 21 и смещеноотносительно него на 90, На уровне полости 13 пробка 10 содержит также отверстия23-25, Кольцевая перегороДка 11 содержитотверстия 26 и 27, ответные отверстия 19 и20 пробки 10, а корпус пробкового крана 8- отверстия 28-30, ответные отверстиям 2124 в пробке 10. Отверстия 21 и 23 соединенымежду собой с помощью изогнутой трубки31, к которой сверху подключен шприц 32, аснизу - правое колено 5 манометрическойтрубки 1. При этом отверстие 24 в корпусекрана 8 соединено с уширенным участком 6левого колена 4 трубки 1, Устройство содержит также масляный затвор 33, размещенный внутри расширительного сосуда 7,Внутри масляного затвора 33 размещена трубка 34, один конец которой помещен в масло 35, а другой конец подключен к основанйю пробкового крана 8 и через отверстие 25 пробки 10 связан с полостью 13.Полость 36, образованная между масляным затвором 33 и корпусом пробкового крана 8, содержит патрубок 37, снабженный краном 38. Корпус пробкового крана 8 содержит "заборные патрубки 39 и 40, снабженные соответственно кранами 41 и 42,Устройство работает следующим образом,Перед определением параметров парогазовой среды осуществляют отбор исследуемого газа. Для этого открывают краны 41 и 42 и через мерный отсек 9 прогоняют исследуемый" газ с помощью откачивающего устройства (устройство на чертеже не показано), Затем закрывают краны 41 и 42 и, вращая пробку 10 влево на 90, совмещают отверстия 26 и 27 в перегородке 11 с отверстиями 19 и 20 пробки 10: При этом совмещаются отверстие 21 с отверстием 28, отверстие 23 с отверстием 29 и отверстие 24 с отверстием 30, Совмещение указанных отверстий приводит к выравниванию давления газовой смеси в коленах 4 и 5 О-образного манометра 1, Одновременно водяной пар, содержащийся в мерном отсеке 9, переносится за счет диффузиии через открытые отверстия 26 и 27 в полость 12 и сорбируется активной поверхностью электрохимического элемента 15. Активная поверхность элемента 15 обладает высокой сорбирующей способностью, что обеспечивает в течение времени, соответствующего 1 мин, вобрать в себя весь водяной пар, находящийся в мерном отсеке 9, После полного осаждения водяного пара на элементе 15 пробку 10 поворачивают вправо на 90.При этом перекрываются отверстия 23, 24, 26 и 27. Остается открытым только отвер-стие 28, так как отверстие 22 совмещается сним при повороте пробки 10 вправо на 90.При этом полость 12 пробки 10 сообщается с правым коленом 5 0-образной трубки 1, а левое колено 4 трубки 1 сообщается с расширйтельн"ым сосудом 7. После поворота пробки 10 вправо на электрохимический элемент 15 по гермовводам 18 подается напряжение электрического тока порядка 6-9 В, Водяной пар, поглощенный элементом 15, под действием электрического тока разлагается на водородйкйслорбд. При этом в правом колене 5 манометрической трубки 1 создается избыточное давление, После окончания процесса разложения воды (фиксируется по величине тока электролиза) из меряют разность уровней манометрической жидкости в коленах 4 и 5 с помощью линейки 3, Одновременно измеряют температуру газов в полости 12 с помощью термопары, 5 после чего определяют давление паров воды в исследуемой газовой среде по форму- ле Р 1 Ч 1 Т(2) где С - постоянный коэффициент,Т 1 - температура газов, измеренная с35 помощью термопары, К;Ч - объем мерного отсека, м;з,О - количество электричества, затраченное на электролиз воды, Кулон.При измерении водности облачной сре 40 ды осуществляется отбор пробы газа, содержащей не только пар, но и капельки водыдиаметром до 300 мкм, При этом по вышеизложенной методике определяют давление газов Р 1, образовавшихся в правом45 колене манометра при разложении мелкихчастичек воды и пара, Затем по справочнымданным находят давление насыщения чистого пара Рг, соответствующее температуреТ 2 облачной среды, после чего водность об 50 лачной среды Ю определяют по формуле(3) где,и - молекулярный вес воды;Р, Т - давление и температуре газовой среды в полости 12 после разложения облачных капель и пара на электрохимическом элементе 15, мм масляного столба, К; где Р - давление паров в исследуемой газовой среде, мм масляного столба;Р - давление газов в правом колене 15 О-образной трубки, мм масляного столба;Ч - объем мерного отсека, м;Ч 1 - объем полости правого колена Ообразной трубки, включая полость мерного отсека и полости соединительных трубок, 20Т и Т 1 - температура парогазовой средысоответственно до и после разложения воды на электрохимическом элементе, К,Истинное давление водяного пара в ис следуемой газовой среде может быть определено также параллельно по количеству электричества, затраченному на злектролиз воды по формуле1765728 Формула изобретенияУстройство для определения параметров парогазовой среды, содержащее частично заполненную жидкостью 0-образную трубку, первое колено которой подключено к расширительному сосуду, пробковый кран Составитель О,Полев Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор А,Ворович1Заказ 3381 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Я - универсальная газовая постоянная.Подключенный к правому колену манометрической труоки 1 шприц 32 позволяет оегулировать диапазон измеряемых величин в пределах шкалы линейки 3 за счет.изменения в большую или меньшую сторону объема полости 12, размещенной в пробке 10,Техническое решение позволяет существенно сократить продолжительность цикла измерения, Одновременно упрощается конструкция устройства и расширяется сфера его применения. с двумя полостями, расположенными одна над другой внутри пробки, одна из которых, нижняя, связана через гидравлический затвор с отводящим штуцером и с помощью 5 первого и второго перекрывных отверстий собоими коленами О-образной трубки, а также мерный отсек с заборными патрубками и электрохимический элемент с измерителем температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 10 с целью сокращения продолжительностисокращения продолжительности цикла измерения, мерный отсек выполнен в виде кольцевой камеры, охватывающей пробковый кран снаружи, при этом верхняя ем кость в пробковом кране содержитперекрывные отверстия, одно из которых соединено с вторым коленом О-образной трубки, а второе - с мерным отсеком, при этом электрохимический элемент и измери тель температуры размещены в верхней емкости пробкового крана.