Тепловой анализатор состава

 

ТЕПЛОВОЙ АНАЛИЗАТОР СОСТАВА , содержащий установленный на магистрали подачи анализируемой среды 8 74 / газодинамический дроссельный мост i с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее средней части установлены термочувствительные элементы, включенные в электрическую измерительную схему с вторичным прибором, отличают щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения концентраций и снижения инерционности измерения, магистраль подачи и отвода анализи руемой среды дополнительно соединена со средней частью проточной камеры моста идентичными дросселями.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Й 01 Й 11/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3362832/18-25 (22) 14.12.81 (46) 07.11.83. Бюл. У 41 (72) Е.П.Пистун, Б.A.Криль и З.H.Òåïëþõ (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 543.274(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 630574, кл. С 01 1(11/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 628435, кл. 4 01 )(11/08; 1978 (прототип). (54)(57) ТЕПЛОВОЙ АНАЛИЗАТОР COCTAВА, содержащий установленный на магистрали подачи анализируемой среды газодинамический дроссельный мост с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее средней части установлены термочувствительные элементы, включенные в электрическую измерительную схему с вторичным прибором, о т л и ч а ю;» шийся тем, что, с целью повйшения точности измерения концентраций и снижения инерционности измерения, магистраль подачи и отвода анализи1. руемой среды дополнительно соединена со средней частью проточной камеры моста идентичными дросселями.

1052935

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к тепловым анализаторам состава газообразных и жидких сред, и может найти применение для анализа состава бинарных или квазибинарных сред как в научных исследованиях, так и в системах контроля различными технологическими процессами.

Известен тепловой анализатор состава, содержащий соединенную с магистралью подачи анализируемой среды проточную камеру с термочувствительным элементом, включенным в электрическую измерительную схему, и установленный на магистрали подани 35 анализируемой среды гаэодинамический дроссельный мост с перекрестным расположением ламинарных и турбулент. .ных дросселей, междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру jlj .

В устройстве в начале диапазона измерения имеют место погрешности измерения, обусловленные Флуктуациями оизических параметров анализируемой среды, и погрешности от нестабильности работы термочувствительного элемента °

Наиболее близким к предлагаемому является тепловой анализатор состава, содержащий установленный на магистрали подачи анализируемой среды газодинамический дроссельный мост с .перекрестным расположением ламинарних и турбулентных дросселей междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее средней части установлены термочувствительные элементы, включенные в -электрическую измерительную схему 40 с вторичным прибором (2) ..

При высокой чувствительности и = точности измерения малых концентраций измеряемого компонента в устройстве не устранено влияние термочувст- Я5 вительных элементов на дроссели газодинамического моста, в результате чего не полностью используются возможности последнего по точности, чувствительности и быстродействию. що

Цель изобретения — повышение точ-,, ности измерения концентраций,и сни- жения инерционности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в тепловом анализаторе состава, содержащем установленный на, магистрали подачи анализируемой среды газодинамический дроссельный мост с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, 60 междудроссельные камеры которого соединены через проточную камеру, в которой по разные стороны от ее средней части установлены термочувст-, вительные элементы, включенные в электрическую измерительную схему с вторичным прибором, магистраль подачи и отвода анализируемой среды дополнительно соединена со средней частью проточной камеры моста идентичными дросселями. На чертеже приведена принципиальная схема теплового анализатора срстава.

Тепловой анализатор состава содержит проточную камеру 1, в которой по разные стороны от ее средней части установлены в двух одинаковых частях 2 и 3 термочувствительные зле менты 4 и 5, включенные в смежные плечи электрической измерительной схемы с резисторами 6 и вторичным прибором 7. Магистраль подачи анализируемой среды разветвляется на три линии, на которых установлены дроссели 8 — 10. На.магистрали отвода установлены дроссели ll - 13. Дроссели 8 и 12 выполнены турбулентными, а дроссели 9 и 11 — ламинарными.

Дроссели 10 и 13 идентичны и выполнены с меньшим значением гаэодинамического сопротивления по сравнению с другими дросселями. Дроссели 8, 9, 11 и 12 соединены .в ©хему гаэодинамического дроссельного моста с перекрестным расположением ламинарных и турбулентных дросселей, а дроссели 10 и 13 образуют дополнительную линию в магистрали подачи и отвода анализируемой среды. Проточная камера 1 теплового анализатора состава подсое. динена одним концом к междудроссельной камере 14, другим — к междудроссельной камере 15, а средней частью соединена с дополнительными дроссе- I лями 10 g 13.

Тепловой анализатор состава раба тает следующим образом.

Анализируемая среда под постоянным давлением питания через магистраль подачи и дроссели 8 — 10 подается в проточную камеру 1 одновременно с д, вух концов,,а также и в среднюю ее часть. С одной стороны анализируемая смесь падается в турбулентном режиме течения, который обеспечивается турбулентным дросселем 8, C другой - в ламинарном режиме течения, который обеспечивается ламинарным дросселем 9. Иэ камеры 1 анализируемая среда одновременно отводится с двух концов камеры и из ее средней части. При этом отвод среди иэ концов камеры 1 осуществляется в разных режимах течения: в ламинарном режиме через дроссель ll, в турбулентном через дроссель 12. Режим течения через дроссели 10 и 13 одинаков.

При начальной концентрации изме ряемого компонента, измеряемого в анализируемой смеси путем указан1052935

Составитель, Ю.Коршунов

Редактор С.Юско Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Г.Решетник

Заказ 8859/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ",. к Ужгород, ул. Проектная. 4 ного выполнения и подсоединения ,дросселей, н обоих частях проточки камеры устанавливаются равные рас-ходы анализируемой среды, направленные к точке подсоединения дросселей 10 и 13. Термочувствительные .элементы, раэогреваемые проходящим по них током, охлаждаются одинаково и их температура, а соответственно, и сопротивление одинаковы. Показания вторичного прибора соответствуют начальной концентрации.

При изменении концентрации определяемого компонента в анализируемой среде вследствие сопутствующих этому изменению вязкости и плотности среды изменяются гаэодинамические сопротивления дросселей, Это приводит к изменению значения расходов анализируемой среды и обоих частях проточной камеры, причем н одной части камеры расход увеличивается, а в другой — уменьшается. Направление движения среды через обе части проточной камеры не .меняется. Термочувствительные элементы, омываемые средой, проходящей через проточную камеру, охлаждаются неодинаково, меняются их температуры и сопротивления, что воспринимается измерительной схемой..

Каждому значению концентрации анализируемого компонента н исследуемой среде соответствуют определенные значения расходов в обоих частях проточной камеры, температуры термочувствительных элементов и, соответственно, омические сопротивления термочувствительных элементов, а значит и определенное показание вторичного прибора.

Тепловой анализатор состава по сравнению с известными обеспечивает более высокую точность измерения концентрации определяемого компонента во всем диапазоне измерения, более высокое быстродействие ° Это объясняется тем, что при всех значениях концентрации определяемого компонента в зоне термочувствительных элементов существует вынужденное двй жение анализируемой среды, в результате чего обеспечивается стабильность работы. Расходы среды в обоих частях проточной камеры рав- ны при начальном значении концентрации определяемого компонента, но имеют разные направления, причем эти направления не изменяются при изменении концентрации, что также положительно сказывается на работе термочувстнительных элементон. Дополнительные.дроссели 10 и 13, имеющие меньшее газодинамическое сопротивле. ние, обеспечинают, кроме рассмотренных выше расходов среды в камере 1, также и быстрый вынос анализируемой среды иэ эоны термочувстнительных элементов прямо в магистраль отвода, минфя другие дроссели. Этим исключено нлияние термочувствительных элементов на основные дроссели иэмери"

15 тельйой газодинамической схемы 8, l„9, 11 и 12. В анализаторе отсутст вует взаимное влияние термочунствительных элементов.

Характеристики анализатора ucgp следовались на макете, в котором в качестве ламинарных дросселей использовались стеклянные капилляры с внутренним диаметров 200 мк, в качестве турбулентных дросселей

25 тонкая никелевая фольга с отверстием диаметром 60 мк.

Дроссели были помещены .н цилиндрическом дюралюминиевом блоке, в котором выполнены соединительные каналы, проточная камера и каналы для резиновых уплотнителей. Внутри каждой части проточной камеры помещены термочувствительные элементы от хроматографов. Анализатор снабжен устройствами для поддержания постоянного давления питания анализируемой смеси и стабилизации температуры.

Питание измерительной схемы осуществлялось от источника стабилизи40 ронанного тока со значением 60 мА.

Как вторичный прибор использовался потенциометр и цифровой вольтметр.

Макет испытывался на бинарной смеси углекислый гаэ — азот с содер45 жанием углекислого газа 13, 2,4% и 10%. Сходимость результатов измерения с помощью макета предлагаемо1о анализатора 0,33. Постоянная времени измерения 2с. у Технико-экономический эффект пред. .лагаемого аналиэатора достигается вследствие более высокой точности измерения состава исследуемой среды, а также более высокого быстродейст вия.