Автоматическая система измерения влажности газов

 

.АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ, транспортируемых по магистральному трубопроводу , содержащая измеритель объема осушенного газа и блок измерения веса поглощенной влаги, вьшолненный в виде индуктивного преобразователя и соленоида, размещенных с наружной стороны патрубка с отверстием внизу, в который помещена бюкса с магнитным стержнем, установленным в зоне действия соленоида, и с металлическим кольцом, находящимся в зоне действия индуктивного преобразователя, о тличающаяся тем, что, с целью сокращения времени определения , система снабжена блокоК управления , сумматорами, дифференцирующим блоком, блоком деления и инвертором, подключенным выходом к первым входам сумматоров, выход одного из которых соединен через дифференцирующий блок с первым входом блока деления, связанным вторым входом с вькодом другого сумматора, а измеритель объема осущенного газа установлен на выходе блока измерения веса и выполнен в виде соединенных последовательно по ходу потока идентичных блоку измерения веса поглощенной влаги цилиндрических патрубков, в которых размещены поплавки с магнитным стержнем, при этом индуктивные преобразователи блока измерения веса и измерителя объема осущенного газа соединены через блок управления соответственно с входом первого сумматора, второго сумматора и инвертора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3583927/23-26 (22) 21.04.83 (46) 23. 11.84. Бюл. Р 43 (72) Е.П.Шахматов, Ю.И.Кротков, Г.Б.Магерамов, О.З.Эфендиев и Н.С,Али-заде (71) Азербайджанский политехнический институт им. Чингиза Ильдрыма (53) 543.7 12.2(088.8) (56) 1. Бернилер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. M.-Л., "Энергия", 1965, с. 228, 376-377.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 391447, кл. G 01 N 9/36, 1971. (54) (57) . АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ, транспортируемых по магистральному трубопроводу, содержащая измеритель объема осушенного газа и блок измерения веса поглощенной влаги, выполненный в виде индуктивного преобразователя и соленоида, размещенных с наружной стороны патрубка с отверстием внизу, в который помещена бюкса с магнитным стержнем, установленным в зоне дейст„.ЯО„„1125507 вия соленоида, и с металлическим кольцом, находящимся в зоне действия индуктивного преобразователя, о т- л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения времени определения, система снабжена блокоМ управления, сумматорами, дифференцирующим блоком, блоком деления и инвертором, подключенным выходом к первым входам сумматоров, выход одного иэ которых соединен через дифференцирующнй блок с первым входом блока деления, связанным вторым входом с выходом другого сумматора, а измеритель объема осущенного газа установлен на выходе

С блока измерения веса и выполнен в ви- де соединенных последовательно по ходу потока идентичных блоку измерения 5g g веса поглощенной влаги цилиндрических патрубков, B которых размещены поплавки с магнитным стержнем, при этом индуктивные преобразователи блока измерения веса и измерителя объема осущенного газа соединены через блок управления соответственно с входом первого сумматора, второго сумматора и инвертора.

112>5О7

Изобретение бтносится к технической физике, а именно к влагометрии, и может быть использовано для измерения и автоматического контроля и регулирования технологических процессов в химической, текстильной, нефтяной, металлургической, горной и других отраслях, преимущественно движущихся потоков газов, например, по магистральным газопроводам. 10

Известно устройство, реализующее способ определения влажности газов по приросту веса влагопоглощающего вещества, отнесенному к определенному объему газа, пропущенного через 15 это вещество 1J.

Недостатки этого устройства -. значительная длительность и невозмож" ность непрерывности измерений, обус ловленная необходимостью предваритель-20 ного отбора пробы определенного объема с последующим взвешиванием вещест. ва с поглощенной влагой. Время определения влажности в этом случае составляет несколько часов. 2. 3

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является весовой влагомер, содержащий индуктивный преобразователь и соленоид, закрепленные на наружной стороне пат,",", рубка с отверстием, в котором установлена бюкса с магнитным стержнем на одном конце, находящимся в зоне действия соленоида, и с металлическим кольцом на другом конце, находя- щимся в эопе действия индуктивного преобразователя, и измеритель объема осушенного газа „2).

Недостатками известного устройства являются ограниченная область применения (невозможность применения на технологических газопроводах} и значительные временные затраты, обусловленные необходимостью смены бюксы.

Цель изобретения - сокращение времени определения влажности пу1 ем непрерывности измерений.

Ук as ан на я цель достиг ает ся тем, что устройство измерения влажности газон, транспортируемьп по магистральному трубопроводу, содержащее измеритель объема осушенного газа и блок измерения веса поглощенной влаги, выполненные в виде индуктивного 5Б преобразователя и соленоида, разме. щенных с наружной стороны патрубка с отверстием внизу, B который помещена бюкса с магнитным стержнем, установленным в зоне действия соле" ноида, и с металлическим кольцом, находящимся в зоне действия индуктивного преобразователя, .снабжено блоком управления, сумматорами, диф" ференцирующим блоком, блоком деления и инвертором, подключенным выходом к первым входам сумматоров, выход одного из которых соединен через дифференцирующий блок с первым входом блока деления„ связанным вторым входом с выходом другого сумматора, а измеритель объема осушенногG Fata установлен на выходе блока измерения веса и выполнен в виде соединенных последовательно по ходу потока .дентичных блоку измерения веса поглощенной влаги цилиндрических патрубков, в которых размещены псплавки. с магнитным стержнем, при этом индуктивные преобразователи блока измерения веса и измерителя объема осушенного газа соединены через блок управления соответственно с входом первого сумматора, второго сумматора и инвертора.

На чертеже представлена блок-схема автоматической системы измерения влажности газов.

Система состоит иэ блоков 1 и 2 измерения веса поглощенной влаги,, представляющих собой бюксы 3 и 4, в которых помещено влагопоглощающее вещество 5 и 6 (например, силикагель, алюмогель и др.). Бюксы 3 и 4 расположены в цилиндрических патрубках 7, 8 и имеют магнитные стержни 9 и 10.

На патрубках 7 и 8 с наружной стороны установлены индуктивные преобразователи 11 и 12„ выполняющие роль датчиков положения бюкс по вертикальной оси, и соленоиды 13 и 14. Регуляторы 15 и 16 тока соленоидов соединяют последние с индуктивными преобразователями 11 и 12. На выходе блока 1 или ". (в зависимости от режима) устаноил и измеритель 17 объема осушенного газа (расходомер), состоящий из цилиндрических поплавков 18 и 19, помещенных в цилиндрические патрубки 20 и 21, »а которых закреплены лпдуктивные преобраэсватели 22 и 23, выполняощие роль датчиков положения поплавков по вертикальной оси, и соленоиды 24 и 25, соединенные

r. индуктивными преобразователя."п 22 и 23, через регуляторы 26 и 27 тока

3 1125 соленоидов. Поплавки имеют магнитные стержни 28 и 29..На линиях подачи осушенного газа в измеритель 17 установлены электронагреватели 30 и 31.

Блоки 1 и 2 измерения веса попеременно переключаются с режима осушки на режим регенерации осушителя посредством пер ключателя 32 направления потока газа, содержащего четы- 10 ре вентиля 33-36, Сигналы от индуктивных преобразователей поступают соответственно на инвертор 37, сумматор 38 и сумматор 39, далее в дифференцирующий блок 40 и в блок 41 деления, подключенный к индикатору 42 .

Работа системы осуществляется по сигналам блока 43 управления, состоящего иэ компаратора 44, триггера 45, 2О электронных ключей 46 и 47 и электромагнитных реле 48 и 49, через контактные группы которых осуществляется переключение блоков 1 и 2 и вентилей 33 — 36. Контактные группы 50- 25

52 принадлежат реле 48, а контактная группа 53 — реле 49. Патрубки /, 20, 21 и .8 соединены последовательно по потоку газа байпасной линией 54 от магистрального трубопровода 55.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты 5053 находятся в положении, указанном .на чертеже, при этом триггер 45 со счетным входом имеет на выходе логический нуль. электронные ключи 46 и 47 отключены, а обмотки реле 48 и 49 обесточены. Нагреватель 31 вклю40 чен.

Влажный газ из магистрального тру огровода 55 поступает в байпасную линию 54 и через вентиль 36 переклю- 45 чателя 32 направления потока подается в патрубок 7, где с помощью влагопоглощающего .вещества 5 происходит осушка газа, а вес бюксы 3 увеличивается за счет насыщения поглотителя.511

0сушенный газ поступает в расходомер l7 и далее через нагреватель 31 направляется в патрубок 8, где, проходя через слой вещества 6, регенерирует его. Из патрубка 8 через 55 вентиль 33 переключателя 32 гаэ возвращается в магистральный газопровод 47.

507 4

По мере прохождения газа через патрубок 7 сигнал от блока 15, пропорциональный току блока 1, работающего в режиме осушки газов, подается на вход компаратора 44, на второй вход которого подан опорный сигнал, пропорциональный величине тока насыщения поглотителя. Как только сигнал от блока 15 превысит значение опор-. ного сигнала, на выходе компаратора 44 возникает логическая единица, поступающая на вход триггера 45, который изменяет при этом свое состояние на противоположное. При этом срабатывают ключи 46 и 47 и подключают обмотки реле 48 и 49 к источникам питания. Контакты 50-52, принад лежащие слаботочному реле 48, подключают соответственно к сумматору 39 цепи от блока 16 взамен 15, к сумматору 38 цепи от блока 27 взамен 26 и к инвертору 37 цепи от блока 26 взамен цепи от блока 27. Контакт 53, принадлежащий сильноточному реле 49, подключает к источнику питания (+) вечтили 33 и 36 вместо 34 и 35, переключая направление по-,ока газа, и подключает элемент 30 нагрева вместо 31, переключая при этом блок 1 из режима .осушения газа в режим регенерации поглотителя, а блок 2 наоборот.

Измерение влажности газа автоматической системой основано на условии динамического равновесия.

Для блока 1 влагоотборной ячейки

+W KaQ Koi1 для поплавка 18 нисходящего потока

2 2 о 2 для поплавка 19 восходящего потока

KsQ Koi> где G,, С . и С вЂ” веса соответственно бюксы 3, поплавков 18 и 19;

К„, К и К вЂ” коэффициенты аэродинамического сопротивления бюксы 3, поплавков 18 и 19; и i — токи соленоидов 13, 24 и 25;

К вЂ” коэффициент электо ромагнитной силы взаимодействия соленоидов 13, 24 и 25 с магнитными стержнями 9, 28 и 29;