CS204618B1 - Zařízeni pro měřeni průtoku plynů - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro měření hmotového průtoku plynů, které je zvláště vhodné pro plynové chromatografy s programovou teplotou termostatu. Zařízení podle vynálezu je modifikací zařízeni popsaného v popisu československého autorského osvědčení č.197 803 a používá se v případě, kdy není k disposici diferenciální snímač tlaku.

V současné době se u většiny špičkových plynových chromatografů používá pro měření hmotového průtoku nosného plynu nejrůznějších konstrukcí kalorimetrických metod, pracujících na principu přenosu tepla měřeným mediem. V závislosti na velikosti hmotového množství proudícího plynu porušuje se ustálený stav rozloženi teplot měřícího systému a měřením teploty V jeho různých místech je možné získat údaj o velikosti průtočného množství. Tyto systémy mají několik společných nevýhod. Vhodnou konstrukcí lze sice dosáhnout požadovaných parametrů, ale vždy se jedná o kompromis mezi citlivostí a linearitou,který závidí na měřícím rozsahu a druhu použitého plynu. Kromě toho kalorimetrické metody měření mají vždy větší časovou konstantu, takže je často nelze použít pro účely regulace.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření hmotového průtoku plynů využívající měření tlaků před a za měřící kapilárou při obecně proměnném pneumatickém odporu na výstupu, u kterého je prostor před měřící kapilárou pneumaticky propojen se vstupem převodníku tlak napětí a prostor za měřicí kapilárou je pneumaticky propojen se vstupem dalšího převodníku tlak-napětí, podle vynálezu, který spočívá v tom, že výstup převodníku tlak-napětí je připojen jednak na jeden vstup součtového zesilovače a jednak na neinvertujlcí vstup diferenciálního zesilovače, na který je přivedeno též napětí odpovídající dvojnásobku barometrického tlaku, a výstup dalšího převodníku tlak-napětí, který

204 818 má opačnou polaritu, je připojen jednak na druhý vstup součtového zesilovače a jednak na invertujíoi vstup diferenciálního zesilovače, při čemž výstupy obou zesilovačů jsou připojeny na jednotlivá vstupy analogová násobičky.

Výhoda uvedeného zařízení ve srovnáni se zařízením podle autorského osvědčení

6. 197803 spočívá v použití dvou stejných snímačů tlaků, která tvoří běžný konstrukční prvek. Snímač tlaku za mčřicí kapilárou lze s výhodou využít při přechodu od mření průtoku k měření tlaku na vstupu kolony, což je v plynové chromatografií výhodná zvláště při použití kapilárních kolon, Deansových obvodů, bezventilového přepínání nebo kontrole těsnosti plynových cest. Ve srovnání s kalorimetrickými metodami měření hmotového průtoku je časová konstanta navrženého zařízení podstatně meněl, což je důležité pro zapojení do obvodů regulační smyčky.

Obecně lze říci, že zařízení podle vynálezu odstraňuje nevýhody ostatních metod měřeni průtočného množství, tj. jejich nelinearitu nebo závislost na tlaku v místě měření. Vzhledem k tomu, že plyn je stlačitelné medium, je tlakový spád podél měžíoí kapiláry nelineární a obecný výraz pro průtočná množství je fe * ^To_ . ^Xd4 <4 ' P? - *2 > ^{(1) P}o^Tk 256 γΐ kdos T_o, P_o jsou stavové podmínky plynu na výstupu

T_k teplota kapiláry d, 1 průměr a délka kapiláry y kinematická viskozita plynu ^pl» ^P2 j^sou plynu na vstupu a výstupu kapiláry.

Výraz před závorkou je konstantní a proto rovnici (1) je možno psát také ve tvaru:

fe - κ , (Pj - p₂) . (ρ_χ + p₂) resp.

β « K . <P_rP_{0) +} [<-<P₂-P_o>J r {<^pr^p0> + + ⁽²⁾

Zařízeni podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkresu, z něhož jo patrno, že prostor před měřící kapilárou _1 jo pneumaticky propojen se vstupem převodníku 2 tlak-napětí, jehož výstup je připojen jednak ná jeden vstup součtového zesilovače 3^ a jednak na neinvertující vstup diferenciálního zesilovače 4, na který je přivedeno též napětí odpovídající dvojnásobku barometrického tlaku, a prostor za měříoí JL je pneumaticky propojen se vstupem dalšího převodníku 5 tlak-napětí, jehož vstup má opačnou polaritu a je připojen jednak na druhý vstup součtového zesilovače 3 a jednak na invertující vstup diferenciálního zesilovače 4, přičemž výstupy obou zesilovačů jsou připojeny na jednotlivé vstupy analogové násobičky 6.

Měřicí kapilára 1 je zařazena do vedení plynu a umístěna v termostatovaném prostoru. Průměr kapiláry je volen tak, aby rychlost plynu nepřesáhla podmínku lineárního prouděni. Výstupní signály obou převodníků 2 a 5 jsou sečteny na vstupu zesilovače 3 a jeho výstupní signál,úměrný rozdílu tlaků před a za kapilárou 1_, je přiveden na A vstup analogivé násobičky 6. Současně je výstupní signál převodníku 2 na neinvertujícím vstupu diferenciálního zesilovače 4 sečten s napětím, odpovídajícím dvojnásobku atmosférického tlaku

204 BIS a výstupní signál převodníku 5 přiveden na invertující vstup zmíněného diferenciálního zesilovače 4, jehož výstupní signál, úměrný součtu absolutních tlaků před i ze kapilárou _1, je převeden na B vstup analogové násobičky 6. Výstupní napiti analogové násobičky je pak podle rovnice (2) úměrné velikosti hmotového průtoku plynu procházejících© kapilárou K

PŘEDMĚT V V NÁLEZU

Zařízení pro měřeni průtoku plynů využívající měření tlaků před i za měřicí kapilá-

Claims (1)

1. Zařízení pro měřeni průtoku plynů využívající měření tlaků před i za měřicí kapilárou při obecně proměnném pneumatickém odporu na výstupu, u kterého je prostor před měřicí kapilárou pneumaticky propojen se vstupem převodníku tlak napětí a prostor za měřicí kapilárou je pneumaticky propojen se vstupem dalšího převodníku tlak-napěti, vyznačující se tím, že výstup převodníku (2) tlak-napěti je připojen jednak na jeden vstup součtového zesilovače (3) a jednak na neinvertující vstup diferenciálního zesilovače (4), na který je přivedeno též napětí odpovídající dvojnásobku MMmetriekého tlaku, a výstup dalšího převodníku (5) tlak-napěti, který má opačnou polaritu je připojen na druhý vstup součtového zesilovače (3) a jednak na invertující vstup diferenciálního zesilovače (4), přičemž výstupy obou zesilovačů (3,4) jsou připojeny na jednotlivé vstupy analogové násobičky (6).