RU2350925C1 - Gas density meter (versions) - Google Patents
Gas density meter (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350925C1 RU2350925C1 RU2007139024/28A RU2007139024A RU2350925C1 RU 2350925 C1 RU2350925 C1 RU 2350925C1 RU 2007139024/28 A RU2007139024/28 A RU 2007139024/28A RU 2007139024 A RU2007139024 A RU 2007139024A RU 2350925 C1 RU2350925 C1 RU 2350925C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessels
- membrane
- gas
- compartments
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их плотности и может быть использовано на тепловых электростанциях и других промышленных предприятий в качестве прибора для контроля качественных характеристик топливного газа.The invention relates to the field of analysis of materials by determining their density and can be used in thermal power plants and other industrial enterprises as a device for monitoring the qualitative characteristics of fuel gas.
Определение плотности газа для этих целей обычно осуществляют с помощью плотномеров, работающих по принципу сравнения при одинаковых условиях плотности исследуемого газа с известной плотностью эталонного газа.Determination of the gas density for these purposes is usually carried out using densitometers working on the principle of comparison under identical conditions of the density of the test gas with a known density of the reference gas.
Известен принимаемый в качестве ближайшего аналога изобретения газовый плотномер, содержащий два измерительных сосуда известной высоты соответственно для исследуемого и эталонного газов, устройство для выравнивания между собой давлений газов в верхней части сосудов и устройство выработки измерительного сигнала с чувствительным элементом, реагирующим на перепад давлений в нижней части сосудов, вызванный разностью плотностей столбов исследуемого и эталонного газов, и с датчиком перемещения указанного чувствительного элемента [1]. В известном плотномере устройство для выравнивания между собой давлений выполнено в виде камеры с жидкостью, служащей гидрозатвором между газовыми полостями в верхней части измерительных сосудов и плавающей в указанной жидкости прозрачной U-образной трубки с перекрывающей сечение трубки перемычкой посередине и с открытыми торцами, выступающими над уровнем жидкости - каждый в полость одного из измерительных сосудов. Выравнивание давлений осуществляют путем нагнетания или стравливания исследуемого газа в соответствующий измерительный сосуд до установления поворачивающейся вместе с трубкой перемычки в протарированное нулевое положение. Идентичным образом в известном плотномере выполнено и расположенное в нижней части измерительных сосудов устройство выработки измерительного сигнала. Плавающая U-образная трубка при этом служит чувствительным элементом, а о перепаде давлений между газовыми полостями в нижней части измерительных сосудов судят по величине углового перемещения перемычки. Недостатком известного плотномера является при конструктивной сложности невысокая точность измерений из-за неустойчивого нулевого положения перемычки свободно плавающей U-образной трубки.A known gas densitometer is accepted as the closest analogue of the invention. It contains two measuring vessels of known height, respectively, for the test and reference gases, a device for equalizing gas pressures in the upper part of the vessels and a device for generating a measuring signal with a sensing element that responds to pressure drops in the lower part vessels caused by the difference in density of the pillars of the studied and reference gases, and with a displacement sensor of the specified sensitive element [1]. In the known densitometer, the device for balancing the pressures between themselves is made in the form of a chamber with a liquid, which serves as a water seal between the gas cavities in the upper part of the measuring vessels and a transparent U-shaped tube floating in the indicated liquid with a jumper in the middle overlapping the tube section and with open ends protruding above the level liquids - each into the cavity of one of the measuring vessels. Pressure equalization is carried out by forcing or bleeding the test gas into the corresponding measuring vessel until the jumper that rotates with the tube is turned into the calibrated zero position. In an identical manner, in the known densitometer, a device for generating a measuring signal located in the lower part of the measuring vessels is also made. In this case, the floating U-shaped tube serves as a sensitive element, and the pressure difference between the gas cavities in the lower part of the measuring vessels is judged by the value of the angular displacement of the jumper. A disadvantage of the known densitometer is, with structural complexity, the low measurement accuracy due to the unstable zero position of the jumper of a freely floating U-shaped tube.
Достигаемым результатом изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции плотномера.The achieved result of the invention is to increase the accuracy of measurements and simplify the design of the density meter.
Это обеспечивается тем, что в газовом плотномере, содержащем два измерительных сосуда известной высоты соответственно для исследуемого и эталонного газов, устройство для выравнивания между собой давлений газов в верхней части сосудов и устройство выработки измерительного сигнала с чувствительным элементом, реагирующим на перепад давлений в нижней части сосудов, вызванный разностью плотностей равных столбов исследуемого и эталонного газов, и с датчиком перемещения указанного чувствительного элемента, согласно изобретению устройство для выравнивания давлений выполнено в виде двух дросселей, каждый из которых сообщен с атмосферой и с одним из сосудов со стороны его верхнего торца, чувствительный элемент - в виде эластичной мембраны, а устройство выработки измерительного сигнала - в виде камеры, разделенной перегородкой на два отсека, причем, по меньшей мере, частью перегородки служит указанная мембрана, и сосуды со стороны их нижних торцов подключены каждый к одному из указанных отсеков. При этом мембрана может представлять собой круглую раму с натянутой на нее полимерной пленкой, скрепленной в центральной части с маркером перемещения, выполненным в виде пластины, имеющей форму центрально симметричной плоской фигуры, и радиальных упругих нитей, равномерно натянутых между краями пластины и рамой.This is ensured by the fact that in a gas densitometer containing two measuring vessels of known height, respectively, for the test and reference gases, a device for equalizing the gas pressures in the upper part of the vessels and a device for generating a measuring signal with a sensing element that responds to pressure drops in the lower part of the vessels caused by the difference in densities of equal columns of the studied and reference gases, and with a displacement sensor of the specified sensor element, according to the invention of devices for pressure equalization, it is made in the form of two chokes, each of which is connected with the atmosphere and with one of the vessels from the side of its upper end, the sensitive element is in the form of an elastic membrane, and the measuring signal generation device is in the form of a camera divided by a partition into two compartments, moreover, at least part of the septum is the specified membrane, and the vessels from the side of their lower ends are each connected to one of these compartments. In this case, the membrane can be a round frame with a polymer film stretched on it, fastened in the central part with a displacement marker made in the form of a plate having the shape of a centrally symmetrical flat figure, and radial elastic threads uniformly stretched between the edges of the plate and the frame.
По другому варианту в газовом плотномере, содержащем измерительный сосуд известной высоты для исследуемого газа, устройство для выравнивания между собой давлений эталонного газа и исследуемого газа в верней части сосуда и устройство выработки измерительного сигнала с чувствительным элементом, реагирующим на перепад давлений, вызванный разностью плотностей равных столбов исследуемого и эталонного газов, и с датчиком перемещения указанного чувствительного элемента, согласно изобретению устройство для выравнивания давлений выполнено в виде дросселя, сообщенного с атмосферой и с сосудом со стороны его верхнего торца, чувствительный элемент - в виде эластичной мембраны, а устройство выработки измерительного сигнала - в виде камеры, разделенной перегородкой на два отсека, причем, по меньшей мере, частью перегородки служит указанная мембрана, сосуд со стороны своего нижнего торца подключен к одному из отсеков камеры, а другой отсек сообщен с атмосферой. Для этого варианта мембрана также может представлять собой круглую раму с натянутой на нее полимерной пленкой, скрепленной в центральной части с маркером перемещения, выполненным в виде пластины, имеющей форму центрально симметричной плоской фигуры, и радиальных упругих нитей, равномерно натянутых между краями пластины и рамой.According to another embodiment, in a gas densitometer containing a measuring vessel of known height for the test gas, a device for equalizing the pressure of the reference gas and the test gas in the upper part of the vessel and a device for generating a measuring signal with a sensing element that responds to a pressure difference caused by the difference in densities of equal columns of the test and reference gases, and with a displacement sensor of said sensing element, according to the invention, a pressure equalization device is made in the form of a throttle in communication with the atmosphere and with the vessel from the side of its upper end, the sensing element is in the form of an elastic membrane, and the device for generating the measuring signal is in the form of a camera divided by a partition into two compartments, and at least part of the partition is said the membrane, the vessel from the side of its lower end is connected to one of the compartments of the chamber, and the other compartment is in communication with the atmosphere. For this option, the membrane can also be a round frame with a polymer film stretched on it, fastened in the central part with a displacement marker made in the form of a plate having the shape of a centrally symmetric flat figure, and radial elastic threads uniformly stretched between the edges of the plate and the frame.
На фиг.1 схематически изображен плотномер согласно изобретению в варианте с двумя измерительными сосудами; на фиг.2 - то же, в варианте с одним измерительным сосудом; на фиг.3 - мембрана плотномера.Figure 1 schematically shows a densitometer according to the invention in the embodiment with two measuring vessels; figure 2 is the same, in the embodiment with one measuring vessel; figure 3 - membrane densitometer.
Газовый плотномер согласно первому варианту выполнения (фиг.1) содержит два измерительных сосуда 1 и 2 известной высоты h1 и h2 соответственно для исследуемого и эталонного газов, устройство для выравнивания между собой давлений газов в верхней части указанных сосудов и устройство выработки измерительного сигнала с чувствительным элементом, реагирующим на перепад давлений в нижней части сосудов 1, 2, вызванный разностью плотностей столбов исследуемого и эталонного газов, и с датчиком 3 перемещения указанного чувствительного элемента. При этом устройство для выравнивания давлений выполнено в виде двух дросселей 4, 5, каждый из которых сообщен с атмосферой и с одним из сосудов соответственно 1, 2 со стороны его верхнего торца, чувствительный элемент - в виде эластичной мембраны 6, а устройство выработки измерительного сигнала - в виде камеры 7, разделенной перегородкой, в качестве которой в данном случае полностью служит мембрана 6, на два (верхний и нижний) отсека соответственно 8, 9. Измерительные сосуды 1, 2 со стороны их нижних торцов подключены каждый к одному из указанных отсеков соответственно 9, 8. Для удобства установки датчика 3 и подключения к верхнему отсеку 8 камеры 7 измерительного сосуда 2 с эталонным газом камера 7 со стороны верхнего отсека 8 снабжена предкамерой 10. Для подачи исследуемого газа от не показанной на чертеже магистрали к измерительному сосуду 1 предусмотрена линия 11 с запорным клапаном 12. Для соединения измерительного сосуда 1 с полостью 9 камеры 7 служит линия 13 с запорным клапаном 14. Для сброса исследуемого газа из отсека 9 камеры 7 в атмосферу после завершения измерений служит линия 15 с запорным клапаном 16. Для подвода эталонного газа к измерительному сосуду 2 предусмотрены емкость 17 с эталонным газом и линия 18 с запорным клапаном 19. Для соединения измерительного сосуда 2 с верхним отсеком 8 камеры 7 через предкамеру 10 служит линия 20. Линия 21 с запорным вентилем 22 служит для возможности продувки отсека 8 через предкамеру 10 атмосферным воздухом. Газовый плотномер снабжен системой 23 обработки и отображения информации, подключенной к датчику 3 перемещения мембраны 6 и к блоку 24 датчиков температуры и давления окружающей среды в зоне измерений.The gas densitometer according to the first embodiment (Fig. 1) contains two measuring vessels 1 and 2 of known height h 1 and h 2, respectively, for the test and reference gases, a device for equalizing gas pressures in the upper part of these vessels and a device for generating a measuring signal with a sensitive element that responds to a pressure drop in the lower part of vessels 1, 2, caused by the difference in density of the pillars of the studied and reference gases, and with a
Газовый плотномер согласно второму варианту выполнения (фиг.2) в отличие от плотномера по первому варианту содержит только один измерительный сосуд 1 для исследуемого газа. В качестве эталонного газа в этом случае используется атмосферный воздух, для пропуска которого в предкамеру 10 в последней предусмотрено отверстие 25.The gas densitometer according to the second embodiment (FIG. 2), unlike the densitometer according to the first embodiment, contains only one measuring vessel 1 for the test gas. In this case, atmospheric air is used as a reference gas, for the passage of which a
Мембрана 6 плотномера согласно изобретению представляет собой (фиг.3) круглую раму 26 с натянутой на нее полимерной пленкой 27, скрепленной в центральной части с маркером перемещения, выполненным в виде пластины 28, имеющей форму центрально симметричной плоской фигуры, и радиальных упругих нитей 29, равномерно натянутых между краями пластины 28 и рамой 26. Изменяя силу натяжения нитей 29, можно регулировать чувствительность мембраны.The
Газовый плотномер согласно изобретению работает следующим образом. Процесс определения плотности исследуемого газа для обоих вариантов исполнения плотномера начинают с установки «нуля» (начального положения) чувствительного элемента (мембраны 6) с помощью датчика 3 перемещения маркера 28 (фиг.3) при заполнении обеих полостей 8 и 9 камеры 7 атмосферным воздухом при температуре и давлении окружающей среды. Для этого применительно к первому варианту (фиг.1) измерительные сосуды 1 и 2 с линиями 13, 15 исследуемого газа и линией 20 эталонного газа продувают воздухом при закрытых вентилях 12 и 19. После окончания воздушной продувки и фиксации нулевого положения мембраны производят вытеснение воздуха из указанного тракта соответственно исследуемым и эталонным газами, для чего закрывают вентили 14, 16 и открывают вентили 12 и 19. Необходимая продолжительность воздушной продувки и последующего вытеснения воздуха с одновременным заполнением измерительных сосудов 1 и 2 соответственно исследуемым и эталонным газами определяется опытным путем и ориентировочно составляет от 30 минут до 2 часов. Затем закрывают при закрытых вентилях 12, 16, 19 и открытом вентиле 14 с помощью датчика 3 фиксируют отклонение мембраны 6 от нулевого положения, соответствующее протарированному значению разности давлений Δр газовых столбов по обе стороны мембраны 6. Искомую плотность ρи исследуемого газа в зависимости от плотности ρэ эталонного газа расчетных высот h1 и h2 столбов соответственно исследуемого и эталонного газов (фиг.1) и измеренного по показанию датчика 3 значения Δр определяют по формулеThe gas densitometer according to the invention operates as follows. The process of determining the density of the test gas for both versions of the densitometer starts with setting the "zero" (initial position) of the sensing element (membrane 6) using the
ρи=ρэ(h2/h1)-Δр.ρ and = ρ e (h 2 / h 1 ) -Δp.
С учетом отклонения ρэ от справочного значения при температуре и давлении окружающей среды в условиях измерения скорректированное искомое значение ρи может быть рассчитано автоматически системой 23 обработки и отображения информации.Given ρ e deviation from the reference value at the temperature and pressure of the environment under the corrected measurement and the desired value of ρ it can be calculated automatically by the
Применительно ко второму варианту (фиг.2) операции по воздушной продувке и вытеснению воздуха исследуемым газом осуществляют только в отношении измерительного сосуда 1, а искомую плотность ρи исследуемого газа с учетом того, что в этом случае можно принять h1=h2, определяют по формуле ρи=ρэ-Δр.In relation to the second option (figure 2), the operation of air purging and air displacement by the test gas is carried out only in relation to the measuring vessel 1, and the desired density ρ and the test gas, taking into account the fact that in this case you can take h 1 = h 2 , determine by the formula ρ and = ρ e -Δp.
Источник информацииThe source of information
1. Опубликованная заявка RU 92007594/25, G01N 9/10,1992.1. Published application RU 92007594/25, G01N 9 / 10.1992.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139024/28A RU2350925C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Gas density meter (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139024/28A RU2350925C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Gas density meter (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350925C1 true RU2350925C1 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40542983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139024/28A RU2350925C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Gas density meter (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350925C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2683803C1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Photocompensuration gas density sensor |
| RU2685433C1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Pneumatic gas density sensor |
-
2007
- 2007-10-23 RU RU2007139024/28A patent/RU2350925C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2683803C1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Photocompensuration gas density sensor |
| RU2685433C1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Pneumatic gas density sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101526442B (en) | A high suction double-cell extractor | |
| CN105651464B (en) | For scaling method after the leak detection sensitivities of Large Spacecraft leak detection | |
| US11874199B2 (en) | Device and process for determining the size of a leak hole in a sample | |
| US8448498B1 (en) | Hermetic seal leak detection apparatus | |
| JP5463413B2 (en) | Volume measuring device | |
| CN109313100A (en) | Valve pressure-proof inspection device and its inspection method and hydrogen detection unit | |
| NO155860B (en) | APPARATUS FOR TESTING AND CALIBRATING A FLOW METER. | |
| JPH04255568A (en) | Inspecting device | |
| WO2004020967A1 (en) | Method for determining the permeation of gases into or out of plastic packages and for determination of shelf-life with respect to gas permeation | |
| US7850918B2 (en) | Multiple sample gas sorption tester | |
| CN113092310A (en) | Transformer oil gas content testing device and method for measuring density by U-shaped oscillation tube | |
| RU2350925C1 (en) | Gas density meter (versions) | |
| US20140013824A1 (en) | Method and apparatus for increasing the speed and/or resolution of gas permeation measurements | |
| CN206804640U (en) | A kind of analysis measurement unit for Water Test Kits | |
| CN204479250U (en) | A kind of gas meter, flow meter gas transmission state seal performance pick-up unit | |
| CN111157180B (en) | System and method for measuring ground leakage of airship | |
| CN103710681A (en) | Testing apparatus and testing method for reaction source bottle | |
| RU2364842C1 (en) | Method for calibration of gas flow metre and device for its realisation | |
| CN104678767B (en) | Any regulation of carbon dioxide flux and the method and standard set-up of leakage and back-diffusion coefficient | |
| CN219104842U (en) | Liquefied gas moisture testing arrangement | |
| RU2807432C1 (en) | Multiphase flowmeter calibration method | |
| JP7361607B2 (en) | A device for measuring the amount of oxygen present in a gas, and an air separation module comprising such a measuring device | |
| CZ36119U1 (en) | Equipment for determining the transport properties of non-porous polymeric materials for gases | |
| SU260273A1 (en) | INSTALLATION FOR THE ESTIMATION OF THE DEGREE OF THE CLOSEDNESS OF THE CELLS OF RIGID FOAMS | |
| KR100928526B1 (en) | Light wavelength measuring equipment for environmental composition of target gas |