Пневматический преобразователь гигрометра

 

(71) Заявитель (54) ПНЕВИАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГИГРОМЕТРА

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в пробоотборных пневматических устройствах гигрометров. для измерения влажности агрессивных газовых сред.

Известен гигрометр, предназначенный для измерения влажности хлорсодержащих газов, содержащий кулонометрический чувствительный элемент 0 магистрали подвода и отвода анализируемого газа и регулятор расхода газа Pl).

Регулятор расхода газа в известном датчике гигрометра, предназначенный для поддержания на постоянном значении расхода анализируемо- го газа через чувствительный элемент, состоит из регулятора давления газа типа "до себя" и установ- 20 ленного перед ним по ходу газа пневмосопротивления и выполнен из материалов, корродирующих в среде анализируемого газа. Выполнение регулятора расхода газа из материалов, кор розиомно устойчивых в среде анализируемого газа, вследствие сложности

его конструктивного исполнения, например из стекла и фторопластов, нецелесообразно. . По этой причине известный гигро" метр имеет очень низкие показатели надежности и малый срок службы. Кро-. ме.того, регулятор давления газа в известном гигрометре очень чувствителен к колебаниям давления газа в магистрали его отвода в дренажную линию, что приводит к нестабильности в показаниях гигрометра и, следо" вательно, к снижению точности измерений влажности газа.Наиболее близким техническим решением является пневматический преобразователь гигрометра, содержащий магистрали подвода и отвода анали.зируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого газа чувствительным элемен100

2902 4

3 том, на входе и выходе которого установлены стабилизаторы давления, а магистрали отвода снабжены побудителем расхода t 2 j.

Недостатки данного устройства заключаются B TQM . что задатчиком пневмоповторителя, установленного на магистрали подвода анализируемого газа, является повторитель со сдвигом, питаемый от магистрали воздуха. Ка- 1О мера задания пневмоповторителя, установленного на магистрали отвода анализируемого газа, связана с окружающей атмосферой и поэтому давление газа на выходе из чувствительного элемента поддерживается равным атмосферному давлению. Вследствие этс го, а также учитывая погрешность лов торителя со сдвигом, обусловленную колебаниями давления воздуха в под- 2в водящей магистрали, на точность поддержания расхода газа через чувст вительный элемент, а следовательно, и на точность измерений газоаналиэатора значительно влияют колебания атмосферного давления, температуры окружающей воздуха и давления воздуха в подводящей магистрали, Кроме того, газоанализатор имеет ограниченный в сторону разряжений диапазон рабочего давления анализируемого газа и не позволяет проводить отбор газа на анализ под давлением ниже атмосферного, как

I это часто требуется при проведении качественного анализа токсичных газов.

К указанным недостаткам газоанализатора также относится то, что в случае даже частичной разгерметизации пневматической схемы, анвлизируемый гаэ за счет утечек будет поступать в окружающую атмосферу, а это особенно недопустимо при анализе токсичных газов.

Целью изобретения является пре: дотвращение попадания анализируемой, среды в окружающее пространство.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом преобразователе, содержащем иагистрали подвода анализируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого "газа чувствитель» ным элементом, на входе и выходе ко- i >> торого установлены стабилизаторы давления, а магистрали отвода снабжены побудителем расхода, на линии инертной среды установлены задатчики давлений до и после чувствительного элемента, камеры заданий кото".. рых соединены пневматическими линиями с камерой низкого давления побудителя расхода.

На чертеже представлена схема пневматического преобразователя гигрометра.

Пневматический преобразователь гигрометра агрессивных газов включает в себя магистрали подвода и отвода анализируемого газа и инертной среды, кулонометрический чувствительный элемент 1, стабилизаторы 2 и 3 давлений, установленные на магистралях подвода и отвода анализируемого паза, пневмосопротивления 4-6, задатчики 7 и S давлений типа "до себя"., установленные на магистрали инертной среды, и камеры заданий которых соединены пневматическими линиями с камерой 9 низкого давления побудителя расхода.

Магистрали подвода и отвода анализируемого газа, кулонометрический чувствительный элемент, стабилизаторы давления, эадатчики 4 и 5 давления пневмосопротивления, а также побудитель расхода выполненных из материалов, не подвергающихся коррозии в среде анализируемого газа, а именно: из неорганического стекла и фторопластов.

Требование повышенной коррозионной устойчивости. к материалам, из которых выполнены магистрали подвода и отвода воздуха и другие газовые узлы датчика гигрометра, не предъявляется поскольку они не соприкасаются с анализируемым газом. . °

Пневматический преобразователь гигрометра работает следующим образом.

Анализируемый газ от точки отбора через подводящую магистраль и пневмосопротивление 4 поступает в кулоноиетрический чувствительный элемент 1 функционально преобразующий параметр влажности газа в электрический сигнал. Принцип действия кулонометрического чувствительного эЛемента ос" нован на полном извлечении влаги иэ дозируемого потока анализируемого газа пленкой сорбента и последующем электролизе извлеченной влаги. Так каФ точность измерения влажности газа зависит от расхода газа, пропускаемого через кулонометрический чувФормула изобретения

5 1002 ствительный элемент, то расход газа через последний поддерживается во время проведения анализа строго постоянным и не зависящим от колебаний давлений газа на входе и выходе пнев- s матического преобразователя гигрометра, т.е. в точке отбора газа и дренажной линии. Это дости гается эа счет поддержания постоянного перепада давлений газа на участке кулонометрй- >О ческий чувствительный элемент — пнев мосопротивление 5 с помощью стабилизаторов 2 и 3 давлений.

Причем через стабилизатор 2 давления пропускается дополнительный 15 байпасируемый поток газа, что позволяет уменьшить инерционность гигрометра. Пневмосопротивления 4 и 5 служат для ограничения расходов соответственно байпасируемого газа и 20 газа. через кулонометрический чувствительный элемент. Анализируемый газ от пневмоповторителей отводится в дренажную линию через побудитель расхода, назначение которого состоит в щ принудительном просасывании анализируемого газа через пневматический преобразователь гигрометра и создания, тем самым, в схеме пневматического преобразователя гигрометра после пневмосопротивления 4 по хоДу газа давлений ниже атмосферного..Благодаря этому расширяется диапазон рабочих давлений анализируемого газа в сторону разряжений, устраняется возможность натеканий газа в З5 атмосферу и тем самым загрязнения ее> что особенно важно при анализе токсичных газов.

Управление. стабилизаторами давлений производится подачей в их камеры задания "опорных" давлений инертно" среды, формируемых и поддерживаемых . на постоянных значениях с помощью задатчиков 7 и 8 давлений типа "до себя".

1 4$

Последние установлены параллельно друг другу на магистрали инертной среды и настроены на разные давления, различающиеся по величине не более чем-на 10 кПа. Пневмосопротивления б, предназначенные для ограничения расходов инертной среды через стабилизаторы перепада давлений, Поскольку дав, лении анализируемого газа в схеме пневматического преобразователя гигрометра, а следовательно и "опорные" дав.М ления инертной среды,по величинедолжны быть ниже атмосферногодавления,то материалы отвода воздуха соединенй*с.:

902 d дренажной линией через побудитель. расхода. Питание побудителю расхода осуществляется от магистрали инертной среды.

Таким образом, расход анализируемого газа через чувствительный элемент определяется перепадом давлений газа на участке кулонометрический чувствительный элемент - пневмосопротивление 5, величина которого фактически равна разности (перепаду) "опорных" давлений инертной среды. Величина перепада "опорных" давлений инерт- ной среды при одинаковых по" грешностях задатчиков 7 и 8 давлений 1 рактически не зависит от колебаний давления инертной среды в подводящей магистрали, давления анализируемого газа в дренажной линии, атмосферного давления и температуры окружающего воздуха. Благодаря этому повышается точность измерений влаж" ности газа. Превышение величины перепада "опорных" инертной среды воздуха зна ения, равного 10 кПа, является нежелательным, так как это приводит к индивидуальным и различным по величине погрешностям задатчиков

7 и 8 давлений и, тем самым, к снижению точности измерений влажности газа.

Выполнение пневматического преобразователя согласно изобретению rlo3воляет l.на основании полученных результатов испытаний макета гигрометра измерить влажность хлорсодержащих газов в диапазоне от 0 до

500 об.мг с точностью +63. При этом .реальный диапазон рабочих давлений анализируемого газа составляет от

5 кПа разряжение до 2С0 кПа избыточного давления.

Пневматический преобразователь гигрометра, содержащий магистрали подвода и отвода анализируемого газа и инертной среды с расположенным на магистрали анализируемого газа чувствительным элементом, на вхо-. де и выходе которого установлены стабилизаторы давления, а магистрали отвода снабжены побудителем расхода, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения падения анализируемой среды в окружающее про» странство, на линии инертной среды установлены задатчики давлений до и

1002902

АЫ

/юлю

Составитель Г. Боровик

Редактор Т.Киселева Техред А.Бабинец Корректор М. Шароши

Заказ 1536/23 Тираж 871 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 после чувствительного элемента, камеры заданий которых соединены пневматическими линиями с камерой низкого давления побудителя расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Разработка влагомеров хлоргаза типа КОРУНД". Отчет о законченной работе 22-67. Тема 82-03, Ангарск,.

1968.

3 2. Авторское свидетельство

11 798547, кл. G 01 М 11/00, 1979 (прототип).