Газоаналитическая система

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН, 5р 6 05 О 11/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

»

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТВФ J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ,; ":::. I" I

Н ABT0PCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3372648/18-25 (22 ).23.12.81 (46 ) 07. 09. 83. Бюл. 9 33 (72 ) С.И. Рудковский, В.И. Сморчков, A.А. Дашковский, С.В. Ломтев, В.Ф. Микитченко и П.Ф. Головченко (71 ) Киевское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (53 ) 543.27(088.8 ) (56 ) 1. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной: техники. Киев-, "Наукова думка", 1976 .с. 373-.395.

2. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газов. М., "Химия", 1969 с. 296-301 (прототип ). (54 ) (57 ) ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая выходной газовый тракт и

„.И„, 1 4 70А входной газовый тракт, который через первый и второй одноходовые клапаны соединен с трубопроводами ввода анализируемой смеси и основной поверочной газовой смеси,. а выходной газовый тракт соединен с клапаном сброса отличающаяся тем, что, с целью повышения точности анализа, входной и выходной тазовые тракты гаэоаналитической системы через третий и четвертый одноходовые клапаны соединены соответственно с выходом и входом емкости, содержащей двухкамерный цилиндр с поршнем, первая и вторая камеры которого соединены через первый двухходовкой клапан с выходом емкости и через второй ® двухходовой клапан с входом емкости, выход которой соединен с вторым клапаном сброса.

1040470

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано в автоматизированных газоана. литических система» для калибровки измерительных трактов.

Известен способ калибровки и реализующее е1о устройство, в основу которого. положен принцип сравнения выходных величин первичного измерительного преобразователя при подаче на его вход эталонной и измеряемой физических величин (11 .

Однако если для преобразователей электрических величин в электрические калибровка, как правило, не сопровождается количественной и качест- 15 венной деформацией эталона, то в слу . чае преобразователей неэлектрических величин в электрические процесс калибровки характеризуется деформацией и расходам эталона со эначитель 20 ными трудностями его восстановления, в особенности это касается газоанализаторов, калибровка которых сопровождается значительным расходом дорогостоящих эталонных газовых. 25 смесей.

Наиболее близкой к предлагаемой является газоаналитическая система; содержащая выходной газовый тракт и входной газовый тракт, который через первый и второй одноходовые клапаны соединен с трубопроводами ввода ..анализируемой смеси и основной поверочной газовой смеси, а вьпсодной тракт соединен с клапаном.

В процессе анализа периодически пере- З5 ключают входной газовый тракт газо аналитической системы с анализируе-; мой смеси на поверочную и производят коррекцию вьвсодиыи характеристик первичных измерительных преобраэава-:40 телей с запоминанием корректирукщей функции да следующей калибррвки f2) .

НедостаТком известного устройства: является значительный расход поверочных газовых смесей, прямо пропорцио- 45 нальный количеству калибровок. Кроме того, при анализе многокомпанентных газовых смесей возникает необходимость в калибровке не только бинарными, но.и трех-, четырех- и т.п. компонентными поверочными газовыми смесями. Учитывая трудности, а иногда и практическую невозможность приготовления с заданной точностью многокомпонентных поверочных газовых смесей, калибровку производят в основном бинарными, реже тройными эталонными газовыми смесями. Это снижает каЧество калибровки, а следовательно, и точность анализа ..многокомпонентных газовых смесей. " 60

Цель. изобретения - повышение точ. ности анализа и сокращение расхода поверочных газовых смесей.

Поставленная цель достигается .тем, что в гаэоаналитической систе- 5 ме, содержащей выходной газовый тракт и входной газовый тракт, который через первый и второй одноходовые клапаны соединен с трубопроводами ввода анализируемой смеси и основной поверочной газовой смеси,. а выходной тракт соединен с клапаном сброса, входной и выходной газовые тракты газоаналитической системы через третий и четвертый одноходовые клапаны соединены соответственно с выходом и входом емкости, содержащей двухкамерный цилиндр с поршнем, первая и вторая камеры которого соединены через первый двухходовай клапан с выходом емкости и через второй двухходовой. клапан. с входом емкости, выход которой соединен с вторым клапаном сброса.

Гаэоаналитическую систему периодически переводят в .режимы работы

"Напуск", "Эталонирование", "Калибровка" в указанной последовательности, при этом в режиме "Напуск" анализируемая газовая смесь пропускается по цепи: трубопровод ввода анализируемой газовой смеси †.вазо-. аналитическая система - емкость с одновременным вытеснением из емкости ранее хранимой в ней газовой смеси в.атмосферу. В режиме "Эта-, лонирование" накопленную в .емкости газовую смесь циркулируют по замк-нутой цепи: емкость — газоаналитическая система - емкоать и т.д., определяют и запоминают средствами самой газоаналитической системы усредненные значения параметров вновь полученной дополнительной поверочной газовой смеси, а саму ее консервируют в емкости и используют в дальнейшем при калибровке, циркулируя дополнительную поверочную газовую смесь по замкнутой цепи: емкость — газоаналитическая система — емкость и т .д. и корректируют параметры функциональных узлов гаэоаналитической системы.

На фиг., 1 представлена блок-,схе,ма газоаналитической системы; на фиг. 2-5 — положения клапанов и контурные схемы прохождения потоков газовых смесей при левом и правом крайних положениях поршня и при различньнс режимах работы газоаналитической системы.

Гаэоаналитическая система содержит входы 1 и 2 ввода анализируемой ,газовой смеси и основной поверочной. газовой смеси соответственно; первый — четвертый одноходовые клапаны

3, 4, 7 и 8 соответственно. Трубопроводы 1 и 2 ввода анализируемой и основной поверочной газовой смеси соединены через первый и второй одноходовые клапаны 3 и 4 с входным газовым трактом газоаналитической системы 5, выходной газовый тракт

1040470

15

50

65 которой соединен с первым клапаном 6 сброса. Входной и выходной газовые - > ,тракты газоаналитической системы 5 соединены также соответственно через третий и четвертый одноходовые клапаны 7 и 8 с выходом и входом емкости 9 для хранения дополнитель-: ной поверочной газовой смеси, включающей в себя двухкамерный цилиндр .

10 с поршнем 11, первую и вторую камеры 12 и 13 соответственно, а -. также первый и второй двухходовые клапаны 14 и 15. Первая,и вторая камеры 12 и 13 соединены через пер.вый двухходовай клапан 14 с выходом емкости 9 и через второй двухходовой клапан 15 с входом емкости 9, выход которой соединен также с вторым клапаном.16 сброса (заштрихованная полость клапана соответствует закрытой для прохождения газового потока полости клапана).

В работе газоаналитичеакой системы можно выделить следующие режимы:

"Анализ", "Напуск", "Эталонирование" и "Калибровка".

"Анализ" является основным, режимом работы газоаналитической системы. Этому режиму соответствуют положения клапанов, укаэанные на фиг.. 1.

Анализируемая газовая смесь подается с трубопровода 1 через первый одноходовой клапан 3 в гаэоаналитическую систему 5 и далее через пер» вый клапан 6 сброса в атмосферу.

Анализ осуществляют любым из известных способов.

В режиме "Напуск" после приня- тия решения о выборе момента приго-товления дополнительной .поверочной газовой смеси (это решение может быть принято компьютерным или други." ми устройствами на основании текущих или запрограммированных пара= метров технологического процесса) закрывают первый. клапан 6 сброса, открывают второй клапан 16 сброса и подключают. выходной газовый тракт газоаналитической системы 5 через четвертый одноходовой клапан 8 к, входу емкости 9. В случае, если поршень 11 находится к моменту на- чала режима "Напуск" в крайнем левом положении, .то первый и. второй двухходовые клапаны 14 и 15 уста-: навливают в положения, указанные на фиг. 2. При этом поршень 11 перемещают в крайнее правое положение, в результате чего первая камера 12 ,заполняется анализируемой газовой

;смесью, а газовая смесь, находящая+ ся во второй камере 13, вытесняется и сбрасывается через второй клапан

16 сброса в атмосферу. Если поршень

11 к моменту начала режима "Напусти" находился в крайнем правом положении, то первый и второй двухходовые кла- . паны 14 и 15 устанавливают в положе-. ния, указанные на фиг. 3. При этом поршень 11 перемещают в крайнее левое положение, в результате чего заполняют анализируемой газовой смесью вторую камеру 13, а газовую смесь, находящуюся в первой камере 12 вытесняют и сбрасывают через второй клапан 16 сброса в атмосферу.

Таким образом, по окончании режима "Напуск" емкость 9 заполняется необходимым количеством анализируемой газовой смеси. При подключении трубопровода 1 к входу газоаналитической системы режим "Напуск" не является холостым (не информативным) в части выдачи информации о результатах анализа, т.е. в период напуска

;газоаналитическая система выполняет свою основную функцию - анализ состава газа. При подключении входа гаэоаналитической системы к трубо; проводу 2 ввода основной поверочной газовой смеси в режиме работы "Напуск" возможна одновременно и калибровка газоаналитической системы 5. 5 При этом нет необходимости в дальнейшем эталонировании газовой смеси, проходящей через газоаналитическую сиетему — 5-и-заполняющей †емо систему 5 и заполняющей емкость 9, так. как она сама по себе является

З0 высокоэталонированной внешними техническими средствами.

В режиме "Эталонирование" входной и выходной газовые тракты системы 5 через третий и четвертый одноходовые клапаны 7 и 8 замыкаются на выход и вход емкости 9. При этом многократным перемещением поршня 11 из одного крайнего. положения в другое осуществляют. многократное пере40 качивание одной и той же маесы газовой смеси из .первой камеры 12 во вторую камеру 13 через газоаналитическую систему (фиг. 5) и наоборот .(фиг. 4 ) с определением и запомина45 нием усредненных значений параметров циркулируемой газовой смеси, после чего положение поршня 11 фиксируется в одном из крайних положений— дополнительная поверочная газовая смесь подготовлена и законсервирована в емкости 9.

В режиме "Калибровка" при принятии решения о начале калибровки газоаналитическую систему 5 подключают к емкости 9 таким же образом, как и при работе в режиме "Эталонирование" (фиг. 4 и 5). Осуществле-. ние режима "Калибровка" аналогично выполнению режима "Эталонирование" с той лишь разницей, что по ранее полученным на этапе эталонирования значениям параметров дополнительной поверочной газовой смеси и по выходным сигналам газоаналитической системы 5 корректируют параметры функ-, 1040470

-Ф

Ъ г

Составитель Ю. Коршунов

Редактор А. Курах Техред М.Тепер

Корректор Г. Orap, »

Заказ 6928/51 Тираж 874 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 циональных узлов и блоков гаэоаналитической системы 5.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в процессе анализа .воспроизводить в неограниченном количестве все новые и новые эталоны поверочных газовых смесей, причем идентичных по составу анализируемой газовой смеси на различных этапах ее анализа. Это обстоятельство, во-первых, значительно повышает качество калибровки, так как позволяет производить калибровку во всем диапазоне изменения анализируемой газовой смеси и при этом учитывать взаимное влияние компонентов на показания первичных:измерительных преобразователей, во-вторых, позволяет значительно сократить номенклатуру предварительно приготовляемых поверочных газовых смесей и увеличить интервалы между калибровками с использованием внешних эталонных газовых смесей, что в итоге означает сокращение расхода поверочных газовых смесей и аппаратуры (пуско-регулирующие устройства, баллоны и т.д. ). Кроме того, устройство позволяет многократно использовать одни и те..же заданные. дорогостоящие основные поверочные смеси, что значительно сокращает их потребление.

Все это позволит улучшить автоматизацию систем газового анализа для управления технологическими процес15 сами в черной металлургии, особенно прн использовании изобретения в автоматизированной газоаналитической системе на СО, СО, Н и О для анализа отходящих газов в конвертор2О ном и доменном производствах.