Автоматический хроматограф

О П И С А Н И Е 335570ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боюз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 07.Х.1967 ( 1201743/26 с присоединением заявкиМ. Кл. б 01 п 1 У йомитет па деламбретений и открытийи Совете МинистровСССР нор итет бликовано 11 ЛЧ.1972. Бюллетень1та опубликования описания 6,Ч.1972 чДК 543,544( Авторыизобретен ва сеумоееЪ" А. Финогенов аби Заявитель тральная лаборатория автомати ТОМАТИ Ч ЕСКИ Й АТО ГРА 2 к устроиств я технологи кой и хими быть исполь путем хромретение относится я и регулировани ов в металлургиче ленности и может ализа состава газа Изоб контр о процес промыш для ан фии. Изв а,м дл чески ческо зован атогра Известидующие н1. Невьдетекторатроннымность кот+-1%), м ти хроматограф достатки: окую точность и (сигнал детектор отенциометром, рого при шкале лую продолжите ет слезмеренияа измеряетосновная0 - 5 мв сосльность и н игнала я элек погреш тавляе надеж естен автоматический хроматограф типаХПА, в состав которого входят: газовая схема для проведения анализа газа, включающая в себя панель подготовки газов, датчик детектора и блок электропневматических клапанов; измерительная схема сигнала детектора, включающая в себя измерительный мост, блок измерительных шкал, стабилизированный источник питания и электронный потенциометр, регистрирующий показания, блок коррекции нуля измерительного моста; программное устройство - командный прибор для управления всеми блоками хроматографа, представляющий собой набор программных кулачков, расположенных на распределительном валу, приводимом во вращение синхронным двигателем.ь" ХПАиме ность работы измерительного тракта из-за наличия реохорда в цепи измерения.2. Неудобство эксплуатации, так как вследствие регистрации результатов анализа в виде 5 записи нескольких компонентов на одной диаграмме требуется дальнейшая расшифровка и не обеспечивается оперативное наблюдение за ходом технологического процесса.3. Применение контактных устройств в схе ме программного управления (профильных кулачков и др.), что снижает надежность работы аппаратуры и создает большие трудностипри настройке.Целью изобретения является:5 1. Повышение точности и надежности работы измерительной схемы хроматографа. Это достигается введением в схему измерения сигнала детектора бесконтактной следящей системы, работающей по принципу цифровой 20 компенсации аналоговой величины измеряемого параметра.2. Повышение точности регистрации и преобразования результатов анализа в форму, удобную для оперативного наблюдения за хо дом технологического процесса, Это достигается введением устройства регистрации результатов анализа в цифровой форме на ленте электрифицированной печатающей машинки в сочетании с регистрацией результатов 30 анализа в аналоговой форме на ленточныхдиаграммах отдельных вторичных приборов,что дает возможность наглядно представитьтенденцию изменения содержания каждогоключевого компонента в анализируемом газев течение технологического процесса.3, Обеспечение надежной работы программного устройства, управляющего работой хроматографа. Это достигается включением в установку схемы программного устройства, работающего по принципу электронного двоичного счетчика времени. Датчиком временислужит электрическая сеть переменного токачастотой 50 гц,На чертеже показана блок-схема предложенного автоматического хроматографа.Газовая схема включает в себя панель подготовки газов 1, датчик 2 хроматографа, блокэлектропневматических клапанов 3 и предназначена для проведения анализа газа, Всхему датчика хроматографа входят пневматический кран-дозатор, колонка и детектор потеплопроводности, помещенные в термостат,температурададд пса, в котором поддерживается электронным регулятором температуры 4.Схема измерения сигналов детектора включает в себя схему измерительного моста 5,блок измерительных шкал 6, электронныйусилитель 7, реверсивный двигатель 8, преобразователь 9 угла поворота вала двигателя,анализатор знака 10, электронный двоичныйреверсивный счетчик импульсов 11, преобразователь код-аналог 12.В схему регистрации результатов анализа вцифровой и аналоговой форме входят преобразователь 9, анализатор знака 10, электронный двоично-десятичный счетчик имггульсов13, электронный двоично-десятичный счетчиквремени 14, электрифицированная печатающая машинка 15, преобразователь э.д.с. - ток1 б, коммутатор 17 и вторичные регистрирующие приборы 18 и 19 (например, самопишущие миллиампер метры) .Схема корректировки нуля измерительногомоста детектора включает в себя электронныйусилитель 7, переключатель 20 и реверсивныйдвигатель 21. Работой хроматографа управляет программное устройство 22.Работает автоматический хроматограф следующим образом.Анализируемая смесь через панель подготовки газов 1, где она редуцируется и очищается от механических примесей, агрессивных газов и влаги, поступает в датчик 2 хроматографа. С помощью пневматического крана-дозатора, работой которого управляет блокэлектропневматических клапанов 3, осуществляются отбор и ввод, пробы анализируемогогаза в колонку. В колонке анализируемаясмесь разделяется на составные компоненты,которые поток газа-носителя вносит в детектор. В детекторе установлены чувствительныеэлементы - полупроводниковые или проволочные термосопротивления. Чувствительныеэлементы являются активными плечами схе 5 то 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 мы измерительного моста 5, питание которого осуществляется стабилизированным источником питания постоянного тока 23. Изменение сопротивления чувствительных элементов при прохождении через детектор компонентов анализируемого газа вызовет разбаланс моста измерительной схемы. Сигнал разбаланса подается па вход блока измерительных шкал б.Блок измерительных шкал представляет собой набор делителей напряжения, собранных из постоянных проволочных сопротивлений, С помощью этих делителей, число которых соответствует числу измеряемых компонентов газа, устанавливается масштаб измерительной шкалы для каждого компонента. Сигнал от блока измерительных шкал подается на вход электронного усилителя 7 - нуль-органа, который через переключатель 20 управляет реверсивным двигателем 8. Выходной вал реверсивного двигателя механически связан с валом емкостного преобразователя 9 углового перемещения вала в количество электрических импульсов. При наличии сигнала на входе электронного усилителя электрические импульсы от преобразователя 9 поступают на вход электронного логического устройства - анализатора знака 1 О,Анализатор знака имеет два выхода и в зависимости от направления вращения вала реверсивного двигателя 8 пропускает электрические импульсы от преобразователя 9 в схему сложения или вычитания электронного двоичного реверсивного счетчика импульсов 11. В этом счетчике в каждый момент времени записано число, цифровое значение которого пропорционально сигналу измерительного моста детектора. Цифровое значение измеряемой величины преобразуется в аналоговую величину-напряжение преобразователем коданалог 12. Это напряжение подается в цепь обратной связи на вход электронного усилителя 7 и уравновешивает электрический сигнал блока измерительных шкал,Схема регистрации результатов анализа работает следующим образом.Электрические импульсы преобразователя 9 с одного выхода анализатора знака 10 (например, с выхода сложения) поступают в схему электронного двоично-десятичного счетчика импульсов 13. Счетчик ведет счет импульсов в момент прохождения компонентов анализируемого газа через детектор на восходящей или нисходящей ветви хроматографического пика, т. е. при вращении вала реверсивного двигателя 8 в одном и том же направлении. При изменении направления вращения импульсы преобразователя 9 в схему счета не поступают,Суммарное число импульсов, сосчитанное счетчиком 13, пропорционально высоте хроматографического пика компонента анализируемого газа. Цифровое значение измеряемой величины, записанное в этом счетчике по команде программного устройства 22, печатается на5 Ю 15 20 25 30 35 40 45 ленте электрифицированной печатающей машинки Б,Благодаря разрешающей способности преобразователя 9 основная погрешность схемыцифровой регистрации результатов анализане превышает -+1%.Содержание ключевых компонентов в анализируемом газе регистрируется на диаграммах вторичных приборов 18.Выходная величина напряжения преобразователя код-аналог 12, пропорциональнаязначению измеряемой величины, преобразуется нормирующим преобразователем э.д.с, -ток 1 б в пропорциональную ей величину тока.Подключение выхода нормирующего преобразователя к входу соответствующего вторичного регистрирующего прибора осуществляетсяпо команде программного устройства 22 коммутатором 17.Диаграммная лента на вторичных регистрирующих приборах 18 приводится в движениепосле окончания цикла анализа газовой смесии останавливается перед вводом пробы газа вхроматографическую колонку. На каждойдиаграмме получают ряд параллельных линий, высота каждой из которых пропорциональна количеству компонента в газовой смеси за соответствующий цикл анализа. Благодаря такой форме записи на диаграммах вторичных приборов 18 при непрерывной работехроматографа представлена общая картинаизменения содержания каждого компонента ванализируемом газе в течение технологического процесса.Для периодического контроля за работойавтоматического хроматографа установленвторичный регистрирующий прибор 19. На егодиаграмме воспроизводится полная хроматограмма анализа газовой смеси, а также контролируется дрейф нулевой линии схемы измерительного моста детектора.В схему автоматического хроматографавведен электронный двоично-десятичный счетчик времени 14, Датчиком времени служатимпульсы переменного тока частотой 50 ги,Перед каждым циклом анализа, в момент ввода пробы газа в хроматографическую колонку, осуществляется печатание времени на ленте электрифицированной печатающей машинки 15. Команда на печатание поступает от программного устройства 22.Схема программного устройства 22 состоит из электронного двоичного счетчика, диодного дешифратора и триггеров управления. Электронный двоичный счетчик выполняет функции счетчика времени и работает от импульсов переменного тока частотой 50 ги. На диодном дешифраторе набирается программа автоматической работы хроматографа. Максимальный интервал времени между командами зависит от числа разрядов счетчика, а минимальный интервал может быть установлен с точностью +-1 сек. Электрические импульсы, поступающие с диодного дешифратора при работе счетчика, включают триггеры управления, которые осуществляют необходимые переключения в схеме автоматического хроматогр афа.Включение программного устройства при автоматической работе хроматографа осуществляется от импульсов электронного двоичнодесятичного счетчика времени, через интервалы времени, кратные полному циклу анализа газовой смеси,Предмет изобретения Лвтоматический хроматограф, содержащий систему подготовки газов, датчик, схему измерения и компенсации сигналов детектора, состоящую из моста, нуль-органа, реверсивного двигателя, преобразователя угла поворота вала, анализатор знака, схему регистрации результатов анализа, схему автоматической корректировки нуля моста детектора и схему программного управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, выход нуль-органа схемы измерения и компенсации сигналов детектора подключен к реверсивному двигателю, на валу которого расположен преобразователь угла поворота вала в пропорциональное ему количество электрических импульсов, выход которого соединен с анализатором знака и двоичным реверсивным счетчиком.3355 О Редактор Т, Орловская Заказ 1284/6 Изд. Мо 489 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Л, ЖарковаТехред Т. Курилко Корректоры: А. Николаева и Е. Давыдкина