Автоматическая система измерения влажности газов

 

Изобретение относится к классу сорбционных влагомеров, основанных на принципе непрерывного измерения массы сорбента в магнитном поле соленоида. Оно может быть использовано для автоматического измерения относительной влажности движущихся потоков газов в магистральных трубопроводах. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции. Система измерения состоит из двух.идентичных блоков измерения массы сорбента , которые попеременно переключаются из режима поглощения влаги в режим регенерации поглотителя, Бюксы с влагопоглощающим веществом размещены в зоне камеры измерения массы сорбента, где равнодействующая сил газодинамического напора равна нулю. Система содержит датчики температуры газа, один из которых контролирует температуру газа на входе в систему, а другой - на выходе из нее. Датчик температуры газа на входе и блок измерения массы, находящийся в режиме поглощения влаги, через блок деления кода прироста массы на код времени поглощения влаги подключены к запоминающему устройству, где сформировандвумерный массив табличных данных относительной влажности в зависимости от температуры газа на входе и скорости приращения массы влаги. Сигналы блока измерения массы сорбента, находящегося в режиме регенерации поглотителя, и датчика температуры газа на выходе посредством генератора и счетчика импульсов управляют процессом переключения блоков измерения массы сорбента из одного режима в другой, 2 ил. S (/) СО 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (511 4 С 01 N 5/02

1з, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3878166/31-25 (22) 02.04.85 (46) 23.02.88. Бюл. 1(7 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) Е.П.Шахматов, Ю.И. Кротков, Г.Б.Магерамов, Т.M.Àñêåðoâ, N,А.Бабаев и P.Ï.Þçáàøåâ (53) 533.275(088.8) (56) Берлинер М.А. Измерения влажности. — М.: Энергия, 1973, с. 26-27.

Авторское свидетельство .СССР

9 1125507, кл. G 01 N 5/04, 1984. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к классу сорбционных влагомеров, оснбванных на принципе непрерывного измерения массы сорбента в магнитном поле соленоида.

Оно может быть использовано для автоматического измерения относительной влажности движущихся потоков газов в магистральных трубопроводах. Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции. Система измерения состоит из двух. идентичных блоков измерения массы сорбента, которые попеременно переключаются из режима поглощения влаги в режим регенерации поглотителя. Бюксы с влагопоглощающим веществом размещены в зоне камеры измерения массы сорбента, где равнодействующая сил газодинамического напора равна нулю. Система содержит датчики температуры газа, один из которых контролирует температуру газа на входе в систему, а другой — на выходе из нее. Датчик температуры газа на входе и блок измерения массы, находящийся в режиме поглощения влаги, через блок деления кода прироста массы на код времени поглощения влаги подключены к запоминающему устройству, где сформировандвумерный массив табличных данных относительной влажности в зависимости от температуры газа на входе и скорости приращения массы влаги. Сигналы блока измерения массы сорбента, находящегося в режиме регенерации поглотителя, и датчика температуры газа на выходе посредством генератора и счетчика импульсов управляют процессом переключения блоков измерения массы сорбента из одного режима в другой. 2 ил.

1376000

Изобретение относится к технической физике, а именно к влагометрии, и может быть использовано для автоматического контроля и регулирования технологических процессов в химической текстильной, нефтяной, металлургической, горной и других отраслях промышленности, требующих измерения влажности движущихся в газопроводах 10 потоков газов.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции.

На фиг. i представлена блок-.схема 15 автоматической системы измерения влажности газов; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Система состоит из блоков 1 и 2 измерения массы поглощенной влаги, 20 представляющих собой бюксы 3 и 4, в которые помещают влагопоглощающее вещество 5 и 6 (например, силикагель).

Бюксы 3 и 4 расположены в цилиндрических камерах 7 и 8, имеют магнитные 25 стержни 9 и 10 с металлическими кольцами 11 и 12, расположенными в зоне действия индуктивных преобразователей 13 и 14, установленных с наружной стороны камер 7 и 8 и выполняющих 30 роль датчиков положения бюкс по вертикали оси. Магнитные стержня 9 и 10 расположены в зоне действия соленоидов 15 и 16, установленных с наружной стороны камер 7 и 8 и выполняющих роль силовых органов системы, Регуляторы 17 и 18 тока соленоидов соединяют последние с индуктивными преобразователями 13 и 14..На кронштейнах

19 и 20 установлены магнитные стерж- 40 ни 21 и 22, поле которых центрирует ось левитирующих магнитных стеря»ней 9 и 10.

Блоки 1и 2 измерения массы попеременно переключаются иэ режима поглощения влаги в режим регенерации поглотителя переключателем 23 режима, содержащим восемь вентилей 24-31.

Регенерация поглотителя осуществляется подачей газа в камеру блока 1 или 2 (в зависимости от режима работы) через осушитель 32 газа и нагреватель 33 газа. Подача газа в камеру поглощения влаги регулируется вентилем 34, а время регенерации регламентируется выбором температуры осушения поглотителя в нагревателе 33. На газопроводе 35 в местах входа и выхода газа иэ системы установлены датчики

36 и 37 температуры. Сигналы от регуляторов 17 и 18 тока соленоидов поступают на входы блока 38, являющегося дифференциальным усилителем сигнала приращения массы поглотителя, и компаратора 39 тока соленоида (в зависимости от режима), на вторые входы усилителя 38 и компаратора 39 поданы опорные сигналы, пропорциональные массе бюксы с сухим поглотителем.

Сигнал с выхода блока 38 подается на вход делимого блока 40 деления, на вход делителя которого подается сигнал, пропорциональный массе сухого поглотителя. Сигнал с выхода блока 40 через блок 41 аналого-цифрового преобразователя (АЦП) подается на вход делимого блока 42, на вход делителя которого подается сигнал с выхода счетчика 43 импульсов, подключенного к генератору 44 импульсов.

Работа системы осуществляется по сигналам блока 45 управления, состоящего из компаратора 39 тока соленоида, компаратора 46 температуры, триггера 47, электронного ключа 48 и электромагнитных реле 49 и 50, через контактные группы которых осуществляется переключение блоков 1 и 2, вентилей 24 — 31 и нагревателя 33.

Контактные. группы 51 — 53 принадлежат реле 49, а контакт 54 — реле 50.

Выход компаратора 46 подключен на . вход запуска генератора 44 и на вход сброса на ноль счетчика 43. Выход датчика Зб через АЦП 55 и выход блока 42 подключенЫ к постоянному запоминающему устройству (ПЗУ) 56, выход. которого подключен к цифровому индикатору 57. Переключатель 23 режима соединен с газопроводом 35 патрубками 58 и 59, образующими байпасную линию. системы.

Патрубки подвода и отвода газа в камеры 7 и 8 размещены на боковой поверхности каждой камеры перпендикулярно ее оси, установлены (фиг.2) на равном расстоянии один от другого.

Входные патрубк смещены один отноо сительно другого на 120 . Таким же образом установлены и выходные патрубки. Как входные, так и выходные патрубки установлены на уровне середины боковой поверхности бюксы.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 1 включен в режим поглощения влаги, а блок

1376000

2 — в режим регенерации поглотителя

Контакты 51 — 54 находятся в позициях, указанных на фиг. 1. Сигналом на выходе компаратора 39 включено ре5 ле 50, контактом 54 включен нагреватель 33. Сигнал разности температур от датчиков 36 и 37 переводит компаратор 46 в состояние логического нуля, при котором включен генератор 44 и на вход делителя блока 42 подается код времени поглощения влаги от счетчика .43. Одновременно триггер 47 со счетным входом переведен в состояние, при котором ключ 48 отключен, а реле

49 обесточено. Контактом 51 к усилителю 38 подключен блок 1, контактом

52 к компаратору 39 — блок. 2, контакmoM 53 к источнику питания (+) подключены вентили 24 — 27. В этом состоянии системы контролируемый газ из газопровода 35 через патрубок 58, вентиль 34, вентиль 24 поступает в камеру 7, где происходит процесс поглощения влаги веществом 5 и масса бюксы 3 увеличивается за счет его увлажнения. Интенсивность роста масса поглощенной влаги пропорциональна влажности газа. Из камеры 7 через вентиль 26 и патрубок 59 газ возвращается в газопровод 35. По мере роста массы бюксы 3 ток на выходе регулятора 17 увеличивается и после усиления блоком 38 и преобразования блоками 40 и 41 код массы поглощенной влаги подается на вход делимого блока 42.

Частное от деления кода массы поглощенной влаги на код времени поглощения подается на вход ПЗУ 56, на второй вход которого подается код температуры газа на входе системы.

В ПЗУ 56 сформирован двумерный массив табличных данных, содержащих информацию об относительной влажности газа в зависимости от температуры газы и интенсивности относительного прироста массы поглотителя. Выходы блоков 42 и 55 подключены к адресным шинам ПЗУ 56, в ячейках которого содержатся значения функции влажности

«50 газа, соответствующие измеренным значениям температуры газа и интенсивности относительного прироста массы поглотителя. По кодам блоков 42 и 55 происходит обращение к памяти соответствующей ячейки ПЗУ 56 и ее содер жимое в виде значения относительной влажности высвечивается на табло блока, 57 цифровой индикации. Одновременно газ через сорбционный осушитель

32, нагреватель 33, вентиль 27 поступает в камеру 8, где происходит процесс регенерации поглотителя 6, и масса бюксы 4 уменьшается за счет осушения вещества 6 сухим нагретым газом. Из камеры 8 через вентиль 25 и патрубок 59 газ возвращается в газопровод 35. По мере уменьшения массы бюксы 4 ток на выходе регулятора 18 уменьшается и, как только станосится равным значению опорного сигнала на выходе компаратора 39,появляется сигнал логической единицы, выключающий реле 50, которое своим контактом 54 отключает нагреватель 33.

Однако осушенный газ продолжает поступать в камеру 8, охлаждая поглотитель 6. Температура газа на выходе уменьшается, как только она выравнится с температурой газа на входе системы, на выходе компаратора 46 появляется сигнал логической единицы, отключающий генератор 44 и сбрасывающий на ноль счетчик 43. В это же время триггер 47 изменяет свое состояние на противоположное. Сра-. батывает ключ 48 и включаешься реле

49, переводящее свои контакты 51

53 в другое положение, при котором контактом 51 на вход усилителя 38 подключается регулятор 18 (взамен регулятора 17), контактом 52 на вход компаратора 39 подключается регулятор 17 (взамен регулятора 18) контактом 53 к источнику питания (+) подключаются вентили 28 — 31 (взамен вентилей 24 — 27). Ввиду того, что масса бюксы 3 превышает массу бюксы 4 на величину поглощенной веществом 5 влаги, на выходе компаратора 39 появляется сигнал логического нуля, который вновь включает реле 50 и, следовательно, нагреватель 33. Температура газа на выходе повышается и компаратор 46 вновь переводится в состояние логического нуля, при котором включается генератор 44, и процессы поглощения и регенерации повторяются при смене режима работы блоков 1 и 2.

Ввиду того, что данная система основана на принципе статического отбора влаги сорбентом, независимо от объема газа, в который он помещен, зазор между стенками бюксы и камеры не оказывает влияния на процесс поглощения влаги и, кроме того, отпа1376000

Ava. /

Составитель В.Екаев

Редактор И.Николайчук Техред H,Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 782/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 дает необходимость в измерении объема газа, что упрощает конструкцию устройства.

Для исключения влияния газодинамического напора на процесс измере5 ния подача газа в камеры 7 и 8- осуществляется одновременно через три входных патрубка. Отвод газа из камер осуществляется также одновременно через три патрубка, В результате бюкса оказывается в зоне камеры, где равнодействующая сил газодинамического напора равна нулю, что повышает точность измерения, так как исклю-15 чается газодинамическая составляющая сил, действующих на бюксу.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Автоматическая система измерения влажности газов, содержащая блок измерения поглощеннои влаги, выполненный в виде индуктивного преобразователя и электрически связанного с ним соленоида, размещенных на наружной стороне, снабженной патрубками подвода и отвода газа, камеры, в которую помещена бюкса с магнитным стержнем, установленным в зоне действия соленоида, блоки усиления, преобразования, деления, управления, осушитель газа, нагреватель, переключатель режимов работы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, патрубки подвода и отвода газа размещены на боковой поверхности камеры перпендикулярно ее оси на равном расстоянии друг от друга по окружности, расположенной на уровне середины боковой поверхности бюксы.