Способ измерения состава газов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯх мтовскому свидвтильству Соизз Советски кСоциалистическихРеспублик и 930073(51)М. Кл, С О 1 И 11/00 Гооударстынный комитет ФОСЕЙ ао делан изобретений и открытий(72) Автор изобретения А.А. Азимов Среднеазиатский ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский институт ирригации им. В.Д. Журина(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа состава газов, например, в помещениях при производстве полимеробетонных композиций строительных изделий, а также при автома 5 тизации научных исследований с применением средств цифровой вычислительной техники.Известен способ измерения составато газов, основанный на эффекте взаимодействия двух струй: струи сравнительного газа постоянного состава и струи анализируемого газа, вытекающих из сопел при постоянной скорости15 истечения анализируемого газа и постоянном давлении истечения сравнительного газа, направленных навстречу друг другу, в котором измсряют . изменение скорости истечения сравнительного газа и по результатам судят о составе газа 1 1.Недостатком известного способа является то, что скорость истечения сравнительного газа регистрируется в аналоговой форме и обратно пропорционально зависит от состава газа.Известен также способ измерения состава газов путем сравнения давлений торможения в приемных каналах струй анализируемого и сравнительного газов, в котором, с целью получения дискретного сигнала, давление сравнительного газа перед приемным каналом изменяют скачкообразно, а давление сравнительного газа в камере, включенной последовательно с приемным каналом - экспоненциально, замеряют временной интервал достижения равенства указанных давлений торможения и по. нему судят о составе газов 1.21.Недостатком этого способа является низкая чувствительность и значитель" ная погрешность измерения состава газов из-за наличия дополнительного канала со сравнительным газом, требующим стабилизации давления.3 93007Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения состава газов путем сравнения давлений анализируемого газа до и после ламинарного 5 дросселя 3).Недостатком известного способа является низкая точность измерения состава газов, обусловленная тем, что эамеряемый перепад давле О ния на дросселе зависит от колебаний входного и выходного давлений анализируемого газа и формируется в аналоговой форме, что сужает об" ,пасть применения с пособа, а именно, 15 исключает возможность использования дискретных информационно-измерительных систем контроля и управления.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения щ влияния колебаний входного и выходно" го давлений на формируемый инфарма" тивный сигнал.Указанная цель достигается тем, что давление анализируемого газа до ламинарного дросселя изменяют скачкообразно и по времени достижения равенства этого давления с давлением в камере, включенной последовательно с ламинарным дросселем, определяют состав газа. На фиг. 1 представлена блок схемаустройства, реализующего способ измерения состава газов; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства,Э 5где Т= 1,5 с для 50 состава азотоводородной смеси, Т 1,8 сдля 62 и Т = 2,4 с для 804 состава этой смеси,40Способ измерения состава газов осуществляется следующим образом.При включении пусковой кнопки 1 срабатывает управляемый ею клапан 2, который разобщает с линией 3 атмосфер" ного давления и сообщает с линией 4 анализируемого газа последовательно соединенные ламинарный дроссель 5 и камеру 6 постоянного объема, вызывая тем самым скачкообразное изменение 50 давления перед дросселем 5, Включение кнопки 1 одновременно приводит счетчик 7 импульсов в исходное состояние, а также вызывает срабатывание триггера 8, открывающего ключ 955 и начинается заполнение счетчика 7 импульсами опорной частоты от генератора 10. 3 4Скачкообразное изменение давления РВ 1 анализируемого газа передламинарным дросселем вызывает изменение давления Рвь, в камере 6, котороебудет изменяться до значения РВ поОХэкспоненциальному закону в соответствии с уравнениемФРВьХ=РВ(1-Е " ),где Ь - время, характеризующее вели чину давления анализируемогогаза в камере 6, в данный моментвремени,Т - постоянная времени определяемая параметрами дросселя 5. и камеры 6.Постоянная времени последовательно соединенных дросселя 5 и камеры 6при постоянной температуре анализируемого газа, характеризует . время,,за которое давление в камере 6 достигает значения, равного входному давлению перед дросселем 5, и определя"ется выражениемк 91где 7 - объем камеры 6,Й - газовая постоянная,9 - температура анализируемогогаза,- проводимость дросселя 5.Проводимость ламинарного дросселяпри малых перепадах давления на немзависит от состава газов и характеризуется выражением видаУа 4 яв ,где Д и 6- соответственно диаметр и длина ламинар. ного дросселя 5,Р и 1 - соответственно плотность и вязкость анализируемого газа.Подставив выражение значения про 1 водимости К дросселя в выражение постоянной времени Т, и считая, что размеры камеры 6 и сопротивление дросселя 5 не зависят от температуры, постоянную времени получим в видет:1 М 10Юсеф РПо истечении интервала времени В = ЭТ давление за ламинарным дросселем будет равно давлению анализируемого газа, и элемент 11 сравнения вырабатывает сигнал на переброску9,30073 6го и выходного давлений анализируемого газа ( зависимость Т) и, кроме того, формируется в виде временного сигнала, который может быть измерен5 высокоточными измерителями.Применение изобретения позволитувеличить точность в 2,5 раза. формула изобретения,триггера 8 и закроет ключ 9. При этом одновременно срабатывает клапан 2 и анализируемый газ из внутренней полости камеры б истекает через линию 3 в атмосферу, чем обеспечивается подготовка устройства к следующему циклу измерения.Интервал времени от момента скачкообразного изменения давления перед дросселем 5 до момента выравнивания 0 давления за ним будет зависеть от проводимости дросселя 5 и, следовательно, состава газа, и определения путем заполнения его импульсами опорной частоты. При изменении сос" .тава газа будет изменяться проводимость дросселя 5 и, как следствие этого будет изменяться проводимостьйдросселя 5 и постоянная времени согласно выражению Т, графическая ин терпретация изменения которой показана на фиг,2.Динамический диапазон работы устройства для реализации способа измерения состава газов определяется 25 ,герметическими параметрами дросселя 5 и камеры б, которые могут выбираться в соответствии с желаемыми метрологическими показателями рабо" ты конкретной информационно-управляю- зо щей системы.Таким образом, в способе выходной информативный сигнал -". временной интервал - не зависит от колебаний входноСпособ измерения состава газов путем сравнения давлений анализируемого газа до и после ламинарного дросселя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения давление анализируемого газа до ламинарного дросселя изменяют скачкообразно и по времени достижения равенства этого давления с давле". нием в камере, включенной последовательно с ламинарным дросселем, определяют состав газа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 210447, кл, 6 01 И 11/00, 1965,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке йф 2784611/,кл. С 01 Х 11/00,19793, Булгаков Б.Б Кубрак А.И.1Пневмоавтоматика. Киев, "Техника",1977, с 94-96, рис.78.930073 83 Оодписнственного комитета СССРбретений и открытий, Ж, Раушская наб., д 4/5 лиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Составител Редактор Т.Киселева Техред М, Заказ 3454/53 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Моске