Оптико-електронний пристрій вимірювання витрати газу

Оптико-електронний пристрій вимірювання витрати газу, що містить джерело випромінювання, вихід якого оптично зв'язаний з напівпрозорою пластиною, дзеркало, як ємність із досліджуваним середовищем використано трубопровід із газом, 3 19734 На фігурі представлена схема пропонуємого пристрою. Оптико-електронний пристрій вимірювання витрати газу містить джерело 1 випромінювання, яке оптично пов'язане напівпрозорою 2 пластиною, перший вихід якої оптично зв'язаний з дзеркалом 3, як ємність із досліджуваним середовищем використовують трубопровід 4 із газом, виконаний із двома розташованими за напрямком потоку отворами та звужуючим 5 пристроєм, що знаходиться між отворами, дві прозорі кювети 6, 7, що накривають герметично отвори, вхід першої оптично зв'язаний з виходом дзеркала, а другої з другим виходом напівпрозорого дзеркала, перший і другий позиційно чутливі сенсори 8, 9 (ПЧС), входи яких оптично пов'язані з виходом першої та другої кювети відповідно, блок 10 обчислення, входи якого електрично зв'язані з виходами першого та другого ПЧС. Оптико-електронний пристрій вимірювання витрати газу працює наступним чином. Пучок світла від джерела 1 випромінювання падає на напівпрозору 2 пластину та розщеплюється на два промені, перший промінь, відбиваючись від дзеркала 3 потрапляє на вхід кювети 7, а другий - на вхід кювети 8, що накривають герметично отвори трубопроводу 4 і між якими розташований звужуючий 5 пристрій. При проходженні через кювети промені в залежності від показника заломлення газу, що знаходиться в них відхиляються на різні кути 1 і 2 і потрапляють ПЧС 8, 9 з відповідним зміщення х1 і x2. Визначення витрат газу відбувається блоком 10 обчислення. Показники заломлення газу у першій і другій кюветі визначається як: k nn sin( arctg y) y x2 2 nc 2 ; cos nnKT(sin( arctg Q nc1 де nc 2 чого пристрою; nc1 - показник заломлення газу після звужуючого пристрою; у - відстань між паралельними променями; k - відстань від входу кювети до ПЧС; - кут кювети. Масовий та об'ємний розхід газу визначається через зміну тиску до та після звужуючого пристрою відповідно: Qm Q Fo 2 Fo 2 P; P, де P - перепад тиску у звужуючому пристрої; - коефіцієнт розходу, що визначається експериментально; - поправочний множник на розширення вимірюваного середовища. Зміна показника заломлення та зміна тиску визначається наступним чином: 2 n P, KT де - степінь поляризованості молекул, коефіцієнт пропорційності між дипольним моментом і напруженістю електричного поля К - стала Больцмана; Т - абсолютна температура газу. Тоді об'ємний і масовий розхід газу визначають: k y 2 F0 k y) y x1 2 , cos - показник заломлення газу до звужую nn sin(arctg ) sin( arctg x2 k y 2 )) x2 cos 2n KT nn (sin( arctg Qm 4 F0 Запропонований пристрій дозволяє забезпечити високу чутливість і малу похибку вимірювання при роботі в єдиній інформаційно - вимірювальній системі вимірювання параметрів газового по k y 2 ) sin( arctg x2 cos ; k y 2 )) x2 . потоку так, як вимірювання показника заломлення при відомому значенню температури густини можливе нарівні 10-5. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 19734 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601