Пристрій для вимірювання вологості газів

Пристрій для вимірювання вологості газів, який містить мембранний насос, фільтр пилових включень, осушувач, джерело постійного струму, який відрізняється тим, що до його складу вве 36388 ками вологого і сухого газу, у діагоналі пневмомоста, що дозволяє забезпечити підвищення точності вимірювання та спрощення роботи пристрою. Запропонований пристрій складається з: - мембранного насосу 1; - фільтру пилових включень 2; - пневмомосту 3, який являє собою чотири газові канали з еквівалентними та попарно рівними аеродинамічними опорами 4, 5, 6, 7; - масового електромагнітного поплавкового витратоміра 8; - перемикача каналів 9; - осушувача 10, який міститься в одному з перемикних пневмоканалів моста; - чекаючого мультивібратора 11; - джерела постійного струму 12; - додаткового каналу 13, в якому розташований осушувач 10; - диференційного елементу 14. Відмінні від прототипу ознаки: - пневмоміст 3, що являє собою чотири плеча у вигляді газових каналів з однаковими 4 та 5, 6 та 7 аеродинамічними опорами; - масовий витратомір 8; - перемикач каналів 9, що забезпечує перемикання додаткового каналу 13 з осушувачем 10 у один з газових каналів пневмомоста; - чекаючий мультивібратор 11, який керує роботою перемикача каналів 9; - додатковий канал 13; - диференціатор 14, який слідкує за зміненням вхідного сигналу витратоміра та при постійному сигналі формує нуль на своєму ви ході. На фіг. 1 зображена блок-схема пристрою для вимірювання вологості газів. Пристрій вимірювання вологості газу працює таким чином. Мембранний насос 1 забезпечує безперервне подавання потоку вологого газового середовища через фільтр 2, який затримує пилові (механічні) частинки, до пневмомоста 3: V S ×v m Q= = = , (1), t t p ×t 3) розташування фільтрів однакової проникності; 4) розташування геометричних тіл певної форми в потоці газового середовища. При рівності попарно аеродинамічних, опорів каналів 4 і 5 та нижніх плечей-каналів 6 і 7 потоки вологих газів, які протікають по лівих 4 і 6 та правих 5 і 7 плечах пневмомосту 3, однакові та перепад тиску на вимірювальній діагоналі пневмомосту відсутній: 1 1 m 1 mc + mH 2O Ql = QR = Qc = = , (2), 2 2 p×t 2 p ×t де Ql , R – потоки вологого газу у ліви х 4 і 6 та правих 5 і 7 плечах-каналах пневмомосту 3 відповідно; mc – маса сухого газу в потоці; mH2 O – маса водяної пари в потоці. При відсутності перепаду тиску на вимірювальній діагоналі пневмомосту 3 проходження середовища через витратомір 8 відсутнє, ви хідний сигнал витратоміра 8 дорівнює нулю. Відсутність сигналу на ви ході витратоміра, поєднаного з одним з виходів мультивібратора через диференціатор, переводить чекаючий мультивібратор у другий стан. Чекаючий мультивібратор 11 своїм вихідним сигналом створює магнітне поле у правій котушці перемикача 9, яке затягує феромагнітне тіло 11, зачиняючи канал-плече 4 пневмомосту 3. В цілому випадку потік вологого газу протікає каналом-плечем 13 в якому розташований осушувач 10, який поглинає вологу із газового середовища. Маса сухого газового потоку, який протікає через нижній лівий канал-плече 6 зменшується. За законом Бернулі змінення маси та густини середовища, яке протекло, призводить до змінення перепаду тиску на плечі-каналі 6: D p 6 ¹ D p7 (3), де D p 6,7 – перепади тиску в каналах-плечах 6 і 7 пневмомосту 3. У результаті на вимірювальній діагоналі пневмомосту 3 виникає перепад тиску і через витратомір 8 протікає газовий потік: m H2 O QU = . (4). p×t На виході витратоміру 8 виникає сигнал, пропорційний кількості вологи, яка міститься в газовому каналі 4. Вихідний сигнал витратоміра, 8, що надходить на входи чекаючого мультивібратора 11 через диференційний елемент 14 при досягненні найбільшого значення сигналу, переводить чекаючий мультивібратор 11 у первісний стан. Вихідний сигнал чекаючого мультивібратора 11 створює стр ум у лівій котушці перемикача 9, закриваючи канал-плече пневмомосту 3. Таким чином, запропонований пристрій вимірювання вологості газів здійснює вимірювання абсолютної вологості за зміненням маси газу, який проходить через ліву половину пневмомосту 3, тобто канал 13. де Q – виграти газу за одиницю часу, який проходить через переріз S каналу, що підводить газ, м 3/с; V – об'єм середовища, який проходить за одиницю часу, м 3; t – час проходження потоку середовища, с; S – переріз каналу, який проводить, м 2; p – густина газового середовища, кг/м 3; v – швидкість течії газу, м/с; m – маса газового середовища, яке проходить за одиницю часу, кг/год. У пневмомості 3 потік вологого газового середовища подвоюється та протікає по каналах плечей 4 і 5. У стані перемикача 9, що зображений на фіг. 1, газові напівпотоки проходять через правий канал-плече 4 та правий канал 5. Аеродинамічні опори в усі х трьох каналах-плечах 4, 5 та 13 пневмомосту 3 підбирають однаковими, наприклад, за рахунок: 1) однакових геометричних розмірів; 2) однакового перепаду тиску; 2 36388 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3