Способ непрерывного автоматического контроля температуры точки росы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл. ...

G 01 N 25/68 (22) Заявлено 040477 (21) 2469239/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150180 Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 150 1.80

Государственный комитет

СССР но делам изобретении и открытий (53) УДК 536. 421.. 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П. Петухов, A.Ì. Вишневский и В.В. Спиридонов (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВЧОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению влажчости газов.

Известен способ непрерывного авто-, матиче.ского контроля температуры точ- ки росы путем поддержания температуры конденсационной поверхности датчика, равной точке росы, в котором регулирование температуры кочденсационной поверхности осуществляется по двум каналам: позиционно по каналу охлаждения и пропорционально по каналу подогрева (1).

Однако этот способ не обладает необходимым быстродействием в диапа- 15 зоне высоких температур точки росы иэ-эа большой инерциончости обоих каналов.

Чаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 20 способ непрерывного автоматического контроля температуры точки росы путем поддержания температуры конденсационной поверхности датчика, равной температуре точки росы, осу- 25 ществляемой ее охлаждением с постоянной интенсивностью и пропорциональным подогревом (2).

Этот способ не позволяет получить высокой точности контроля температу- 30 ры конде нсационной поверхности, равной точке росы в диапазоне высоких значений влажности (выше +20оC по точке росы, иэ-эа раскачивания системы, следящей за наличием пленки конденсата, вызываемогo значительной инерционностью самой следящей системы. Это не по — âîëÿåò быстро отслезкивать изменения в толщине пленки конденсата, постоянно поддерживаемой на кочденсационной поверхности. Снижение точности контроля вызывается также наличием значительных градиентов температуры по объему датчика иэ-за постоянной интенсивности охлаждения во всем диапаэоче контролируемых значений температур точки росы.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности контроля в диапазоне высоких температур точки росы. ,Для этого по предлагаемому способу задают интервал номинальных значений теплоподвода по каналу подогрева, осуществляют теплоподвод к конденсационной поверхности дополнительно пропорционально скорости изменения толщины слоя конденсата, а при выходе величины теплоподвода за установленный интервал компенсируют это количест709988 во тепла путем соответствующего изменения количества тепла, отводимого от конденсационной поверхности по каналу охлаждения до момента возврата величины теплоподвода по каналу подогрева в установленный интервал, прекращают в этот момент изменение количества тепла, отводимого по каналу охлаждения и поддерживают его постоянным до очередного выхода величины теплоподвода по каналу подогрева за пределы установленного интервала.

На фиг. 1 представлены кривые изменения теплоподвода по каналу подогрева, подвода холода по каналу охлаждения и характер изменения соотношения между количеством подводимого тепла и холода в процессе поддержания температуры конд нсационной поверхности, равной температуре точки росы, при изменении влажности 2Q газа, вызвавшем, например, увеличение значения температуры точки росыу на фиг. 2 — диаграммная запись процесса контроля температуры конденсационной поверхности, полученная 25 одним из устройств, реализующих предлагаемый способ.

Непрерывный автоматический контроль температуры точки росы осуществляют следую|»им образом.

При охлаждении конденсационной поверхности до температуры, равной точке росы, или при значительном изменении, например увеличении точки росы газа {см.фиг. la) в процессе контроля происходит резкое изменение толщины пленки конденсата. Непрерывно фиксируют толщину пленки кондечсата и одновременно скорость ее изменения, Формируют тепловой лоток, пропорциональный в каждый момент вре- 4О мани значению толщины пленки и скорости ее изменения и подводят это тепло к конденсационной поверхности.

Теплоподвод, пропорциональный толщине пленки, обеспечивает поддеожание температуры конденсационной поверхности, равной новому значению точки росы, а теплоподвод, пропорциональный скорости изменения пленки конденсата, обеспечивает опережающее по отношению к толщине пленки тепловое воздействие по каналу подогрева, что повышает скорость отслеживания точки росы.

На фиг. 1 а, 6 показан характер изменения суммарного теплоподвода по каналу нагрева при увеличении температуры точки росы в функции толщины пленки конденсата и скорости ее измене.ни я.

Одновременно контролируют текущее 00 значение суммарного количества тепла, подводимого по каналам охлаждения и нагрева. Для этого задают интервал значений теплоподводафма„с-я м„„по каналу нагрева, внутри которого изме- 65 нение суммарного теплоподвода к хонденсационной поверхности осуществляют только по качалу нагрева в зависимости от небольших измененИй влажности газа„точка росы которого контролируется. Контроль суммарного количества тепла осуществляют по нахождению теплоподвода, формирующего по каналу нагрева, внутри заданного интервала qH &KG с)»» и», (cM °

»»»иг1 в) . Оптимальные эчачения максимального Я ма„ и минимального

Ч „,„», количества подводимого тепла выбираются B зависимости от конкретной реализации способа и определяются конструкцией датчика и способом теплоподвода.

В момент выхода теплоподвода по каналу нагрева за пределы заданного интервала, например за пределы ц а„ (точка 1. на фиг.l в, г), изменяют, например умечьшают, количество хо лада (прибавляют количество телла), подводимое по каналу охлаждения до тех пор, пока теплоподвод по каналу нагрева не войдет вновь в границы заданного интервала (точка 2 на фиг. 1 в,r) . Фиксируют момент возврата и запоминают в этот момент количество подводимого холода по каналу охлаждения. Затем подцерживают количество подводимого холода на запомнечном уровне до очередного измерения влажности и выхода теплоподвода за пределы заданного интервала.

Таким образом, количество тепла, подводимое по каналу нагрева, в установившемся процессе контроля точки росы остается постоянным в любом диапазоне температуры конденсационной поверхности, т.е. температуры точки росы. На Лиг. 1 д показано, как изменяется соотношение между подводом q по каналу нагрева и подвон дом холода»1 по каналу охлаждения в переходном процессе, например при увеличении температуры точки росы газа (см.фиг.l а). Как видно иэ приведенного графика, в начальный момент после изменения значения температуры точки росы (точка 1 верхней кривой) отслеживание нового значения точки росы ведут, в основном, за счет увеличения теплоподвода по менее инерционному каналу нагрева, который в переходный период (процесс между точками 1 и 2 на фиг. 1 в, д) значительно превышает значение теплоподвода в заданном интервале< -с мин макс

В конце переходного процесса после соответствующего изменения количества подводимого холода ц значе7 ние теплоподвода q по каналу нагрева возвращают к значению, которое он имел до переходного процесса (точка 1 кривой 3) . Площадь под кривой 3 на фиг. 1 д показывает суммарное количество тепла, подводимое к конденсационной поверхности одновременно по обоим каналам (нагоева

709988 и охлаждения) в процессе выхода на новое установившееся эчачечие температуры точки росы и равное q=q>+q>.

Площадь под кривой 4 на Фиг. 1 д показывает количество тепла, подводимое (или отводимое) по каналу охлаждения q . Площадь, ограниченная кривыми 3 и 4 и равная q„ показывает количество тепла, подводимое по каналу нагрева. Как видно из характера кривых 3 и 4, время выхода температуры конденсационной поверхности (определяемое суммарным теплоподводом) на новое установившееся значение значительно меньше времени возврата теплоподвода по каналу нагрева в заданный интервал, т.е. влияние 15, канала охлаждения на быстродействие следящей системы в переходных режимах сведено до минимума, так как изменение теплоподвода в осчовном идет по менее инерционному каналу нагрева. 20

В то же время во всем диапазоне контролируемых значений температуры точки росы теплоподвод по каналу нагрева в уствновившемся режиме кочтроля остается постоянным, изменяясь лишь д5 в небольших пределах заданного интер,вала Ф мн с) мсякс.

Таким образом, в процессе контроля точки росы при изменении влажности быстрое изменение температуры конденсационной поверхности осуществляют з а счет быстрого и з мене ни я теплолодвода по менее ичерциончому каналу нагрева с последующей компечсацией количества подведенного тепла путем отвода его по каналу охлаждения до возврата теплоподвода по каналу наг.— рева в заданный интервал.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: точка 5 — момент начала реагирования следящей системы на измене- 4Q ние толщины пленки конденсата при изменении влажности газа; точка б максимальная амплитуда перерегулирования температуры до затухания колебаний; точка 7 — устойчивый режим поддержания нового значения тем45 пературы конденсационной поверхности, равной точке росы ча новом уровне влажности газа.

Предлагаемый способ позволяет по- 50 высить точность поддержачия темпера- туры конденсационной поверхчости, равной температуре точки росы в диапазоне высоких значений эа счет поддержания постоянным количества тепла, .55 подводимаго по каналу нагрева во всем диапазоне контролируемых значений температур точки росы, и, как следствие этого, стабилизации температурных градиентов по объему датчика. Это позволяет максимально приблизить измеренчую температуру конденсационной поверхности к истинному значению, точки росы. Кроме того, введение операции поддержания температуоы конденсационной поверхности одновременно по толщине пленки и скорости ее изменения позволяет повысить точчость контроля за счет исключения колебаний температуры конденсационной поверхности, особенно в переходных режимах, а также повысить быстродействие эа счет опережающего воздействия по каналу нагрева, которое обеспечивается подводом тепла, Формируемым по скорости изменения толщины пленки.

Формула изобретения

Способ непрерывного автоматического контроля температуры точки росы путем поддержания температуры конденсационной поверхности, равной температуре точки росы при постоянной толщине слоя кочденсата, осуществляемого охлаждением конденсационной поверхности и ее подогревом, при котором величина теплоподвода зависит от толщины слоя конденсата, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышечия быстродействия и точности кочтроля в диапазоне высоких температур, задают интервал номинальных значений теплоподвода по каналу по-. догрева, осуществляют теплоподвод к кондечсационной поверхности дополнительчо пропорциональчо скорости изменения толщины слоя конденсата, а при выходе величины теплоподвода за установленный интервал компенсируют зто количество тепла путем соответствующего изменения количества тепла, отводимого от кочденсационной поверхности по каналу охлаждения до момента возврата величины теплоподвоца по качалу подогрева, в установленный интервал, прекращают в этот момент изменение количества тепла, отводимого по каналу охлаждения, и поддерживают его постоянным до очередного выхода величины теплоподвода по каналу подогрева за пределы установленного интервала.

Источники информации, принятые во вчимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 289345, кл, G 01 N 25/бб, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 462123, кл . G 01 N 25/66, 1972. (прототип).

709988 макс и нию

Составитель В. Гусева

Техоед З.фанта Корректор

Тираж 1019. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор Т, Иванова

Заказ 8753/46

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул . Проектная,4