Устройство для определения содержания влаги в газовой смеси

)4 С 01 И 29/00 БРЕТЕНИЯЬСТВУ САНИ еру.3т стви 3.21,3,4,на м езден ОИ умя ния л 54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ ИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В ГАЗОВОЙ СИЕ шн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР К АВТОРСКОМУ СВИДТ(72) .Лотар Ципсер, Рейнхарди Лутц Дорфмюллер 0)П)(71) ФЕБ Реглерверк Др(53) 620.179.16(088.8) СИ, содержащее резонансную ка3.2 с входным 3.1 и выходнымсоплами и датчик 5 давления,ли ч а ю щ е е с я тем, чтоцелью повышения точности и чутельности, резонансная камеравыполнена в виде трех пластин.сопряженных своими плоскостямивнутренней пластине 3 выполнесквозной продольный вырез с дсимметричными круглыми расширв средней части, а датчик 5 дния установлен на одной из внпластин 4 в области расширенизонансной камеры 3.2.1180781 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик 5 давления выполнен пьезоэдектричес" ким.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным датчиком 6 давления и дополнительной пластиной 2, внутренняя пластина 3 выполнена с дополнительным вырезам по форме Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению содержания влаги в воздухе, и может использоваться при создании устройств измерения влаги в газовых 5 смесях с температурой выше 100 С и с загрязнениями, в основном для из-. мерения содержания влаги в отработан. ных газах сушильных установок., Известны устройства для определе ния состава газовых смесей, которые для регистрации колебаний давления снабжены электрическими датчиками давления.Для определения состава газовых15 смесей используются акустические ге нераторы с внешней обратной связью, у которых согласно выложенной заявке ФРГ 2448783, патенту ГДР 115206 и патенту США 4007625 выход генерато ра закрыт пьезоэлектрическим датчиком давления, или согласно патенту США 3273377 и патенту США 4150561 датчик давления расположен на выходе генератора. 25Согласно патенту США 3756068 для определения состава газовых смесей используются два аналогичных генератора с внутренней обратной связью. Колебания давления этих генераторов 30 выводятся акустической лИнией из резонансной камеры генераторов и пе- редаются к общему датчику давления.В известном устройстве для опреде. ления соотношения компонентов смеси газов согласно патенту США 3392571 используется генератор, который акустически связан с открытыми относительно окружающей среды резонансными камерами с входными и выходными соплами.10 основного выреза, дополнительнаяпластина 2 размещена между внутренней 3 и внешней 1 пластинами и выполнена с щелевидным вырезом для сообщения входного сопла одной и выходного сопла другой резонансных камер,а дополнительный датчик 6 давленияустановлен на внешней пластине 4в области расширения дополнительнойрезонансной камеры. В каждой резонансной камере установлен датчик давления для регистрации колебаний давления.Недостатком известных устройств для определения состава газовых смесей является то, что площади датчиков давления не могут быть выбраны настолько большими, например больше 150 мм, чтобы при применении активных датчиков (например, пьезоэлектрических датчиков давления) преобразованный электрический сигнал был достаточно сильным по мощности и устойчивым, чтобы его можно было передавать без дополнительного усиления и формирования сигнала, вносящих искажения и понижающих точность, на расстоянии до 100 м по обычным линиям передачи и затем регистрировать и обрабатывать обычными электрическими функциональными блоками.Преобразование колебаний давления в электрические сигналы активными (например, пьезоэлектрическими) датчиками давления является предпочтительным, так как для этого преобразования не требуется никакой дополнительной вспомогательной энергии и отсутствуют искажения сигнала измерения. Передача сигналов к удаленным электрическим функциональным блокам является необходимой, если определение газового состава должно производиться при экстремальных, .недопустимых для электрических функциональных ,блоков условиях, или если по другим причинам является целесообразнымразделение датчиков и электрических обрабатывающих устройств.В известных устройствах для определения состава газовых смесей площади датчиков давления не могут 5 быть увеличены настолько, чтобы получить сильные по мощности и устойчивые сигналы измерения, потому что тогда паразитные объемы перед площадями датчиков давления изменя ют нежелательным образом акустические колебания по частоте, вызывают затухание или создают гармоники (акустическое рассогласование). С другой стороны размеры акустических 15 генераторов также не могут быть увеличены и согласованы при этом с большими площадями датчиков давления, поскольку генераторы тогда или не способны к колебаниям, или имеют 20 очень низкие сдвинутые частоты.Кроме того известные устройства для определения состава газовых смесей не имеют средств для юстирования их частоты. Юстирование частоты является необходимым, напримеР, при работе с различными температурами или давлениями,Целью изобретения является повы шение точности и чувствительности измерения.Сущность изобретения заключается в создании устройства для определения состава газовых смесей, предпочтительно для измерения содержания влаги воздуха, которое позволяет из" мерять соотношение компонентов смеси газов также при экстремальных условиях,.например, при темпера О турах вьппе 100 С, а также загрязненных газов надежно и выдавать информацию измерения в виде электрических частот неаналоговых.сигналов, которые без дополнительного усиле ния могут быть переданы по обычным линиям передачи более чем. на 100 м, причем параметры сигнала - амплитуда и частота сигналов - лежат в определенных, при необходимости стандарти зированных (например, согласно госстандарту ГДР 32863) диапазонах величин, так что переданные сигналы, отображения могут быть зарегистрированы и далее обработаны обычными 55 электрическими функциональными бла," ками (например, элекронными счетчиками). Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения содержания влаги в газовой смеси, содержащем резонансную камеру с входным и выходным соплами и датчик давления, резонансная камера . выполнена в виде трех пластин, сопряженных своими плоскостями, на внутренней из которых выполнен сквозной продольный вырез с двумя симметричными круглыми расширениями в средней части, а датчик давления установлен на одной из внешних пластин в области расширения резонансной камеры.При этом в устройстве для определения содержания влаги в газовой смеси датчик давления выполнен пьезоэлектрическим. Кроме того, устройство для определения содержания влаги в газовой смеси снабжено дополнительным датчиком давления и дополнительной пластиной, внутренняя пластина выполнена с дополнительным вырезом по форме основного выреза, дополнительная пластина размещена между внутренней и внешней пластинами и выполнена с щелевидным вырезом для сообщения входного сопла одной и выходного сопла другой резонансных камер, а дополнительный датчик давления установлен на внешней пластине в области расширения дополнительной резонансной камеры.На фиг.1 представлено устройство для определения состава газовых смесей, общий вид; на фиг. 2 - внутренняя пластина резонансной камеры устройства, на фиг.3 - дополнительная пластина.Устройство для определения содержания влаги в газовой смеси содержит резонансную камеру с входным 3.1и выходным 3.3 соплами (фиг.2) и датчик 6 давления (фиг.1). Резонансная камера выполнена в виде трех 1,3, 4 пластин, сопряженных своимиплоскостями, на внутренней 3 из которых выполнен сквозной продольный вырез с двумя симметричными круглымирасширениями 3.2 в средней части,Датчик 6 давления установлен на внешней пластине 4 в области расширениярезонансной камеры. Входное сопло 3.1может быть выполнено на конце расширенным конусообразным и/или с успоко 1180781ительными камерами для уменьшения не" устойчивости колебаний давления.Использование в качестве датчика 6 давления пьезоэлектрического датчика позволяет отказаться от применения дополнительных питающих цепей, вносящих искажения в сигнал измерения.Для повышения точности измерения используют разностный метод измеренияО с двумя резонансными камерами, для чего устройство снабжено дополнитель ным датчиком 6 давления и дополнительной пластиной 2 (фиг.3), разме- . щенной между внутренней 3 и внешней 15 1 пластинами и выполненной с щелевидным вырезом, а внутренняя пластина 3 выполнена с дополнительным сквозным вырезом по форме основного выреза. Щелевидный вырез дополнительной плас тины 2 предназначен для сообщения,. входного сопла одной и выходного сопла другой резонансной камеры, которые можно подключить с помощью эжектора 7 к одному насосу, 25Устройство работает следующим образом.Через резонансную камеру пропускают влажную газовую смесь. Поток газа, встречая на своем пути острые ЗО кромки, начинает резонировать. Частота колебаний зависит от степени влажности газа. Измеряя датчиком 6 давления эту частоту, можно судить о влажности газа. Чувствительную поверхность датчика (больше 150 мм) сопрягают с областью расширения резонансной камеры, и поэтому сигнал измерения можно получить достаточно большим и без искажений. 40При разностном методе измерения через одну резонансную камеру засасывается газ, состав которого должен быть определен, например влажный воздух, в то время как через другую резонансную камеру засасывается газ сравнения (например, сухой воздух).Частота колебаний зависит кроме состава протекающего через них газа также от температуры газа и от разрежения на выходном сопле. Тем" пература газов поддерживается одинаковой с помощью термической связи обоих генераторов в одном пространственном блоке.При одинаковой температуре газов, при одинаковом разрежении на выходном олпе и при постоянном составе газа сравнения (сухой воздух) разница частот обоих резонансных камер зависит в первом приближении от состава подлежащего измерению газа, С помощью этого резонансного способа можно в значительной степени избежать. ошибок измерения, возникающих в результате колебаний температуры и разрежения.Пьезоэлектрические датчики 5 и 6 давлений могут быть завинчены в пластину.Таким образом, согласно изобретению можно изменять частоту колебаний и тем самым устанавливать определенные при необходимости стандартизированные значения частоты для регистрации сигналов измерения обычными электрическими функциональными блоками (например, электрическими счетчиками). Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.комитета СССРи открытийкая наб., д, 4/