Устройство для измерения давления газов и паров

 

Использование: приборостроение, может быть использовано на предприятиях химической промышленности и других отраслях народного хозяйства для измерения давления различных паров и газов. Сущность изобретения: с целью расширения области применения и снижения габаритных размеров устройство для измерения давления газов и паров содержит вращающийся цилиндр из токонепроводящего материала на боковой поверхности которого размещены последовательно парные электроды. Каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью. Между электродами расположены электролитические ячейки, реагирующие на соответствующий газ или пар. К боковой поверхности вращающегося цилиндра подпружинены скользящие контакты, контактирующие с электродами каждой пары. В процессе вращения цилиндра за один полный оборот через контакты снимаются электрические потенциалы с каждой электрической ячейки и по амплитуде сигналов судят о парциальном давлении газов и паров. 4 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления газов и паров на предприятиях химической промышленности, а также для контроля состава воздушной среды в орбитальных станциях.

Известны различные устройства для измерения давления паров, основанные на разложении паров на влугочувствительной пленке под действием электрического тока [1] Известные устройства сложны, инерционны и не обеспечивают высокую точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров парогазовой среды, содержащее электрохимический элемент, состоящий из двух коаксиальных кольцевых электродов, между которыми в зазоре размещена пористая перегородка, пропитанная влагочувствительным веществом [2] Недостатками известного технического решения являются значительные габариты и вес, продолжительный цикл измерения, а также ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство позволяет измерить давление только одного газа или пара.

Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства и снижение его габаритных и весовых характеристик.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения давления газов и паров, содержащем два изолированных друг от друга электрода, образующих первую пару электродов, между которыми размещена пленка первого электролита, и два токоподвода, оно снабжено полым цилиндром, установленным на оси с возможностью вращения и выполненным из неэлектропроводного материала, и по меньшей мере второй парой электродов, идентичной первой, с соответствующей пленкой второго электролита между электродами, при этом каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью, а токоподводы выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра скользящих контактов, контактирующих с электродами каждой пары.

На фиг. 1, 2 представлено устройство с электродами, размещенными вдоль образующей параллельно друг к другу; на фиг. 3, 4 вариант устройства с электродами, размещенными на образующей соосно друг другу.

Устройство содержит цилиндр 1, вращающийся с постоянной заданной скоростью вокруг продольной оси. Цилиндр 1 выполнен из токонепроводящего материала, например капролона. На боковой поверхности 2 цилиндра 1 размещены электроды 3. В одном случае (фиг.1) электроды 3 размещены на боковой поверхности 2 по всей ширине цилиндра параллельно друг другу, а во втором случае (фиг.2) электроды размещены соосно. Число пар электродов зависит от решаемой задачи. Если, например, необходимо контролировать парциальное давление четырех различных газов и паров, то на поверхности цилиндра 1 размещаются четыре пары электродов, то есть как в рассматриваемом на чертежах случае. Электроды выполнены в виде призмы и запрессованы в пазы корпуса 1. Такая форма электродов 3 позволяет надежно фиксировать их на поверхности цилиндра 1. Электроды могут быть выполнены, например, из титана, являющегося наиболее стойким к различным кислотам и наиболее дешевым, чем платина и золото. Между каждой парой электродов 3 размещена пленка электролита 4, реагирующая на соответствующий пар или газ. Для водяного пара, например, это будет электролитическая пленка ортофосфорной кислоты. К боковой поверхности 2 цилиндра 1 подпружинены два токоподвода 5. Токоподводы 5 выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра 1 скользящих контактов, контактирующих при вращении цилиндра 1, последовательно с каждой парой электродов, замыкая их через пленку 4 с внешним источником питания и измерителем.

Устройство работает следующим образом.

При измерении давления газов и паров цилиндр 1 вращают с постоянной заданной угловой скоростью вокруг продольной оси. К скользящим контактам 5 подключают внешнюю измерительную цепь с источником постоянного тока порядка 5-10 В. В процессе вращения скользящие контакты 5 поочередно подключают к измерительной системе каждую пару электродов. Таким образом за один полный оборот регистрируется электрический импульс, характеризующий величину тока, проходящего через электролитическую пленку 4 на каждой паре электродов 3, и по величине каждого импульса судят о давлении соответствующего газа или пара.

Предложенное устройство отличается от известных малым весом (всего до нескольких грамм), малыми габаритными размерами и обеспечивает измерение давления газов и паров за доли секунды. При этом обеспечивается возможность измерения давления одновременно нескольких газов и паров. Указанные преимущества устройства позволяют использовать его в измерительных комплексах орбитальных станций, искусственных спутников земли и метеорологических зондов, а также на предприятиях химической промышленности.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления газов и паров, содержащее два изолированных друг от друга электрода, образующих первую пару электродов, между которыми размещена пленка первого электролита, и два токоподвода, отличающееся тем, что оно снабжено полым цилиндром, установленным на оси с возможностью вращения и выполненным из неэлектропроводного материала, и по меньшей мере второй парой электродов, идентичной первой, с соответствующей пленкой второго электролита между электродами, при этом каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью, а токоподводы выполнены в виде подпружиненных к внешней поверхности цилиндра скользящих контактов, контактирующих с электродами каждой пары.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Манометр // 2032155
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к приборам для измерения давления газа, и может быть использовано в различных областях науки и техники

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению давлений

Изобретение относится к области средств измерения давления и может быть использовано для измерения малых перепадов давления в условиях температурных возмущений

Изобретение относится к области средств для измерения разности давлений и может быть применено в режиме дифференциального манометра для измерения малых перепадов давления

Изобретение относится к области средств измерения давления и может быть применено для измерения малых изменений давления в условиях температурных возмущений

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании промышленных и бытовых приборов для измерения атмосферного давления

Барометр // 2139507
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при создании измерителей атмосферного давления промышленного и бытового назначения

Изобретение относится к метрологии и к области измерения давления в различных отраслях промышленности и для научных исследований

Изобретение относится к метрологии, а именно к области измерения давления в различных отраслях промышленности и для научных исследований

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу измерения артериального давления и устройству для его осуществления

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании технических средств для измерения атмосферного давления

Устройство относится к области средств для измерения разности давления газа, в том числе дифференциального. Его можно использовать также для измерения скорости воздушного потока в природных условиях и на исследовательских стендах. Соответственно требуемый при измерении уровня воды технический результат состоит в том, что обеспечивается повышенный динамический диапазон измеряемых физических величин, простота реализации, повышенная надежность и экономическая эффективность устройства, функциональная гибкость устройства, высокая помехоустойчивость устройства к импульсным помехам наряду с его высокой чувствительностью. Для обеспечения указанного технического результата предложен жидкостный манометр, содержащий U-образную трубку, заполненную жидкостью, входное колено которой соединено с воздушным потоком, и последовательно включенные генератор зондирующего сигнала, приемник информационного сигнала, решающий блок и индикаторный блок, отличающийся тем, что решающий блок выполнен в виде АЦП, между выходом генератора и входом приемника включен импедансный двухполюсник, ко второму выводу которого подключен также верхний конец одного из двух параллельных электродов импедансного датчика, верхний конец второго электрода импедансного датчика соединен с земляной шиной, нижние концы указанных электродов опущены ниже уровня жидкости в контрольном колене жидкостного манометра, а между выходом приемника и входом решающего блока включен блок компенсации постоянной составляющей выходного сигнала приемника. Кроме того, блок компенсации постоянной составляющей выполнен в виде гальванического элемента, приемник выполнен в виде последовательно соединенных полупроводникового диода и фильтра нижних частот (ФНЧ), частоту сигнала генератора выбирают в диапазоне 103-105 Гц, причем компенсацию постоянной составляющей выходного сигнала приемника обеспечивают подстройкой амплитуды и/или частоты сигнала генератора, либо подстройкой импеданса импедансного двухполюсника, либо подстройкой ЭДС, формируемой блоком компенсации постоянной составляющей. Кроме того, импедансный двухполюсник выполнен в виде резистора либо в виде конденсатора. Кроме того, электроды установлены в наклонном колене параллельно его продольной оси либо в вертикальном колене наклонно по отношению к его продольной оси. Кроме того, одно из колен U-образной трубки, заполненной жидкостью, выполняет функции как входного, так и контрольного колена. Кроме того, импедансный двухполюсник выполнен в виде конденсатора, жидкость манометра выбрана непроводящей с плотностью, меньшей чем у воды, а электроды выполнены в виде плоскопараллельных пластин. Это обеспечивает вышеуказанный технический результат. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к метрологии, а именно к области измерения давления в различных отраслях промышленности и для научных исследований. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности поверхностного натяжения ртути и глубины погружения поплавков, повышение достоверности и точности измерений. В лазерном интерференционном ртутном манометре, включающем U-образную трубку с установленными в ее коленах поплавковыми устройствами, снабженными собирающими линзами, систему откачки и напуска газа, систему регистрации, состоящую из интерферометра, лазерного источника излучения, электронно-оптического блока регистрации и управляющего компьютера, поплавковые устройства выполнены в виде чаш, снабженных сквозным отверстием в дне, с установленными на них стабилизаторами большего, по крайней мере, на три миллиметра, диаметра. Стабилизатор, наружный диаметр которого на 0,1 мм меньше внутреннего диаметра трубки, жестко скреплен с чашей и изготовлен из капролона; под выступающей над чашей нижней частью стабилизатора дополнительно установлено кольцо из капролона. 3 ил.
Наверх