Устройство для определения скорости и объема выделяющихся газов

ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соввтски кСфциапистичвскикРеспублик и 934387(51)М. Кл. С 01 Р 5/00 ЪаударстеаеыЯ кеватет ь.ь. ФР аф аелем кэебретеннЯ в аткрытвЯ(72) Авторы изобретения ФЪЪ Ху", н(54),УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И ОБЪЕМА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗОВ1Изобретение относится к измерениюпараметров движения и может быть использовано для исследования или автоматического контроля процессов газо- выделений из жидкостей и твердых тел как под действием избыточного давления так и разрежения в лабораторных и производственных,условиях.По основному авт. св, 8 838574 известно устройство для определения1 О скорости и объема выделяемых газов, состоящее из измерительной камеры, измерительного преобразователя давления, частотомера, счетчика импульсов, исполнительного механизма, камеры постоянного давления, камеры с анализируемым веществом, золотникового эле. мента и двухходового крана, при этом измерительный преобразователь содержит золотниковый элемент, к выходу которого подключена измерительная камера,и через преобразователь давления - триггер с раздельными входами, а выход триггера соединен с входами частотомера, счетчика импульсов и исполнительного механизма зопотникового элемента, причем входы .золотникового элемента соединены друг с другом через двухходовой кран, а один из них подключен к преобразователю давления, выйолненному в виде дифференциального манометра, и к источнику постоянного давления, а другой входк камере с анализируемым веществом, причем камера постоянного давления, камера с анализируемым веществом, измерительная камера, золотниковый элемент и подводящие трубки помещены в термастат11Колебания температуры газа в измерительной камере, соединительных трубках и золотниковом элементе снижают точность измерения параметров газовы" делений. Процесс заполнения газами измерительной камеры идет относительно длительное время, процесс сброса газа из измерительной камеры в каме 3 93438ру постоянного давления протекаетбыстро.Термостат выравнивает температуругаза, поступающего из камеры с анали"зируемым веществом через золотниковцй элемент, соединительные трубкив измерительную камеру. При сжатии газа до некоторого давления и выпускеего в емкость низкого давления газохлаждается на величину, определяемую 10интегральным эффектом Джоуля-Томсона,, Таким образом, при каждом сбросе газа из измерительной камеры газ охлаж"дается, охлаждая тем"самым измерительную камеру, соединительные трубки и 1 Юзолотниковый элемент. При большойчастоте переключения температура измерительной камеры, соеднительныхтрубок бцстро падает и термостат неуспевает поддерживать температуру. 2 ЕНедостатком устройства являетсяналичие ошибки в определении параметров газовыделений, обусловленная колебанием температуры в измерительномтракте устройства.2%Цель изобретения - повышение точ"ности определения скорости и объемавыделяющихся газов.Поставленная цель достигается тем,что устройство дополнительно содер- щжит электрический нагреватель, релеи источник питания, причем электри"ческий нагреватель выполнен охватц"ваащим золотниковцй элемент, подводящие трубки иизмерительную камеру,источник питания через нормально от- .крытые контакты реле соединен с электрическим нагревателем, а обмотка управления реле. подключена к выходутриггера.На чертеже приведена схема устройства для.определения скорости и объема выделяющихся газов,Устройство для определения .скорости и объема выделяющихся газов.состо фит,из золотникового элемента 1, к каналу 2 которого присоединена камера.3 постоянного давления и вход 4 двух"ходового крана 5, второй вход 6 ко"торого соединен с камерой 7 с аналиэи эруемцм веществом и с каналом 8 эолот"никовога элемента 1. К каналу 9 зо"лотникового элемента 1 подключенаизмерительная камера 10 и входом 11дифференциальный манометр (преобра" Мзователь давления) 12, вход 13 которого подключен к камере постоянногодавления 3. Выходы преобразователя 7 412 подкючены к соответствующим входам триггера 14 с раздельными входами, выход которого присоединен к вхо. дам частотомера 15, .счетчика 16 импульсов и исполнительного механизма 17 золотникового элемента 1. Канал 18 золотника 19 соединяет канал 9 с каналом 2 или 8.Золотниковый элемент 1, кран 5 и измерительная камера 1 О помещены в термостат 20. Электрический нагреватель 21, выполненный, например, из проволоки, охватывает золотниковый элемент 1, измерительную камеру 10 и соединительные трубки. Реле 22 име.ет управляющую обмотку 23 и два нормально.открытых контакта 24 и 25.Источник 26 питания состоит из батареи 27 и переменного резистора 28.Устройство работает следующим образом.Рассматривается действие устройства в режиме измерения параметров газовыделений при заданном давлении. В начальный момент времени канал 8 золотникового элемента 1 соединен через канал 9 с измерительной камерой 10 и с входом 11 преобразователя 12 давления. Газовыделения отсутствуют. Поворотом крана 5 кратковременно сообщают канал 8 золотникового элемента 1 с камерой 3 постоянного давления, про изводя тем самым подачу в камеру 7 с анализируемым веществом давления, при котором необходимо произвести измерения. Затем кран 5 переводят в положение, при котором .каналы 2 и 8 сообщаются друг с другом.Начинается. процесс. газовыделений,При выделении газов возрастает давление в камере 10 На преобразователь 12поступает разность давлений .ЬР= Р - Р. Как только величина Ь Р .достигнет некоторого максимальногозначения, определяемого настройкойпреобразователя 12, на выходе преобразователя 12 появится сигнал, пе".реводящий триггер 14 в состояние с.единичным выходом. Этот сигнал поступает на вход исполнительного механиз"ма 17, который при этом перемещаетзолотник 19, соединяя. канал 2 с каналом 9. Происходит разгрузка камеры10 в. камеру 3 постоянного давления,т.е. происходит заряд камеры 10 доначального давления, а вместе с этими выброс выделившихся газов,5 934Сброс газов иэ камеры 10 происходит значительно быстрее, чем заполнение. После сброса срабатывает преобразователь 12: на его выходе появля" ется сигнал, переводящий триггер 14в нулевое состояние. Поэтому исполнительный механизм 17 переведет:золотник 19 и соединит камеру 7 через каналы 8, 18 и 9 с камерой 10. Вновь начинается процесс эаполйения камеры в 10 выделяющимися газами.0 скорости гаэовыделений И в устройстве судят по частоте йl переклю" чений.триггера 14, которая измеряется частотомером 15 и связана со ско- ф ростью газовыделений зависимостьюс а .(Мт)-ЬЬРЬ(4) 387 6ем Рт газ охлаждается на величину, определяемую интегральным эффектом Джоуля-ТомсонаР,т - т - Х(,), др, (3)Ргде,Т , Т - температуры газа в каюо юмере 10 при заполнениикамеры и после сбросагаза соответственно;(Р -Р) (1).где Ч - объем камеры 10; 20Т - абсолютная температура газав камере 10;Р " газовая постоянная,Количество 8 выделившихся газовсвязано с количеством й импульсов 25триггера 14, которое измеряется счетчиком 16 следующей зависимостью Ю ",Р) 1 НВТОРОзеИнформация об измеряемых параметрах гаэовыделений на выходе устройства представлена в виде последова-.тельности прямоугольных импульсов,частота следования которых пропор- . ЗЗциональна скорости гаэовыделений,а количество импульсов пропорционально количеству выделиршегося газа.Из формул (1) и (2) следует, чтопри колебании температуры газа в ка- вмере .10 (То ) возникает ошибка приопределении искомых величин И и д .Колебания температуры, То происходит вследствие отЛичия температуры.газа в камере 7 (Т ).от температуры. ффгаза в камере 10 (Т) и охлажденйягаза иэ-за резкого сброса давленияВ камере 7 с анализируемым веществом температура газа определяетсясвойствами химической реакций, аротекающей с газовыделениями,Стабилизация температуры Тт спомощью термостата не всегда целесо"образна вследствие возможности внесе.йия возмущения на ход, например, хи- Имической реакции.При сжатии газа до давления РВи выпуске его в камеру 7 с давленигде г, Ь - константы уравненияВан-дер-Ваальса;с - молярнЭя теплоемкость газа при постоянном давлении. Для более точной стабилизации температуры газа в камере 10 в предлагаемом устройстве использован дополнительный электронагреватель 21, реле22 и источник 26 питания.В момент сброса газа иэ камеры 10триггер 14 выдает единицу, котораяпоступает на управляющую обмотку 23реле 22 1 Реле 22 срабатывает и замыкает нормально открытые контакты 24и 25. Наппряжение от источника 26питания через замкнутые контакты 24и 2 поступает на электрический нагре.ватель 21, который выполнен, например, в виде проволоки, наматываемойс определенным шагом на камеру 10,.соединительные трубки и золотниковыйэлемент 1.Таким,образом, при каждом сбросегаза подается тепловой импульс, величина которого равна количеству тепла,теряемого при сбросе газа, Требуемаявеличина теплового импульса выставляется с помощью движка переменного резистора 28.Увеличение точности измерения параметров газовыделения происходит эасчет более точной стабилизации температуры газа. в измерительной камере 10.Более точная стабилизация температу". ры То происходит вследствие того,что компенсируется влияние возмущаоцего Фактора.формула изобретенияУстройство для определения скорос" ти и объема выделяющихся газов по авт.,ВНИИПИ Заказ 3928/41 Тираж 887 Подписно ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект ил 7 934387 8 св. М 838574, о т л и ч а ю щ е е- крытые контакты реле соединен с электс я тем, что, с целью. повыщения точ- рическим нагревателем, а обмотка упности измерений, оно снабжено элект- равления реле подключена к выходу рическим нагревателем, реле и источ-триггера.ником питания, причем электрический %нагреватель выполнен охватывающим зо" Источники информации, лотниковый элемент, подводящие труб" принятые во внимание при экспертизе ки и измерительную камеру,причем 1, Авторское свидетельство СССР источник питания через нормально от- Ю 838574, кл. 6 О 1. Р 5/00 1979.ЮЬ Ф