RU2683803C1 - Photocompensuration gas density sensor - Google Patents
Photocompensuration gas density sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683803C1 RU2683803C1 RU2018122621A RU2018122621A RU2683803C1 RU 2683803 C1 RU2683803 C1 RU 2683803C1 RU 2018122621 A RU2018122621 A RU 2018122621A RU 2018122621 A RU2018122621 A RU 2018122621A RU 2683803 C1 RU2683803 C1 RU 2683803C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- circuit
- sensor
- rigidly fixed
- galvanometer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/26—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring pressure differences
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
Abstract
Description
Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их плотности, более конкретно, к автоматическим датчикам газового анализа.The invention relates to the field of analysis of materials by determining their density, and more particularly, to automatic sensors for gas analysis.
Из уровня техники известен принимаемый в качестве ближайшего аналога изобретения фотоэлектрический усилитель, основанный на использовании фотокомпенсационной гальванометрической схемы, содержащей гальванометр, источник светового потока, фотоприемник, мостовую электрическую схему, в обратной связи которой расположен вторичный прибор для регистрации выходного сигнала [авторское свидетельство SU 464953 А1, опубл. 25.03.1975].The prior art known as the closest analogue of the invention is a photoelectric amplifier based on the use of a photocompensation galvanometric circuit containing a galvanometer, a light source, a photodetector, a bridge circuit, in the feedback of which there is a secondary device for recording the output signal [copyright certificate SU 464953 A1 publ. 03/25/1975].
Недостатком известного фотоэлектрического усилителя является отсутствие возможности регистрации плотности газа.A disadvantage of the known photoelectric amplifier is the inability to register the density of the gas.
Технический результат, который достигается в настоящем изобретении, заключается в возможности регистрации плотности газов за счет использования в нем измерительной компенсационной схемы силового действия струи на подвижную преграду, регистрации этого воздействия с помощью фотокомпенсационной гальванометрической схемы.The technical result, which is achieved in the present invention, lies in the possibility of registering the density of gases through the use of a measuring compensation scheme of the force action of the jet on a moving barrier, recording this effect using a photocompensation galvanometric circuit.
Более конкретно, технический результат достигается фотокомпенсационным датчиком плотности газов, который содержит магнитоэлектрический гальванометр, включающий рамку, помещенную в зазоре постоянного магнита, и подвижную часть с жестко закрепленными на ней пластиной и зеркалом, на которое из источника света через конденсор и диафрагму направляется луч света, при этом к поверхности пластины, жестко закрепленной на растяжках магнитоэлектрического гальванометра, нормально расположена входная пневматическая схема, выполненная в виде двух сопел, а в обратной связи указанного датчика расположена электрическая дифференциальная схема, включающая в себя источники напряжения и нагрузочного сопротивления, регистрирующий прибор миллиамперметр и дифференциальный фоторезистор, и указанный датчик характеризуется тем, что к входной пневматической схеме подключена цепь сравнительного газа, в одну из веток которой подключены импульсно подающий при контрольном режиме дозу пробного газа пневмораспределитель, измерительная камера для пробного газа, также подключенная к пневмораспределителю, и микроманометры, измеряющие давления газов.More specifically, the technical result is achieved by a photo-compensating gas density sensor, which contains a magnetoelectric galvanometer, including a frame placed in the gap of a permanent magnet, and a movable part with a plate and mirror rigidly fixed to it, to which a light beam is directed from a light source through a condenser and diaphragm, while to the surface of the plate, rigidly fixed to the braces of the magnetoelectric galvanometer, the input pneumatic circuit is normally located, made in the form of two the nozzles, and in the feedback of the specified sensor there is an electrical differential circuit including voltage and load resistance sources, a milliammeter and a differential photoresistor registering the device, and the specified probe is characterized in that a comparative gas circuit is connected to the input pneumatic circuit in one of the branches to which a pneumatic distributor, a measuring chamber for test gas, also connected to a pneumor spredelitelyu and micromanometers measuring gas pressure.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого фотокомпенсационного датчика плотности газов.In FIG. 1 shows a diagram of a proposed photo-compensation gas density sensor.
Фотокомпенсационный датчик плотности газов включает магнитоэлектрический компаратор, представляющий собой магнитоэлектрический гальванометр 1, рамка 2 которого помещена в зазоре постоянного магнита 3. На подвижной части гальванометра 1 жестко закреплены зеркало 4 и пластина 5. Ток к рамке подводится по токопроводам 6. Нормально к поверхности пластины 5, жестко закрепленной на растяжках гальванометра 1, и на некотором удалении от нее установлены представляющие собой входную пневматическую схему сопла 7, из которых вытекают струи воздуха под давлением Р1 иР2.The photo-compensation gas density sensor includes a magnetoelectric comparator, which is a
Оптическая часть гальванометра 1 состоит из источника света 8, подающего через конденсор 9 и диафрагму 10 луч света на зеркало 4 гальванометра 1. Отраженный от зеркала 4 луч света падает на дифференциальный фоторезистор 11, включенный в электрическую дифференциальную схему, которая состоит из источников напряжения Е1 и Е2 и нагрузочного сопротивления Rн. Выходной ток I в цепи обратной связи регистрируется миллиамперметром 12.The optical part of the
Входные сопла 7 подключены к пневмораспределителю 13, с помощью которого осуществляется пуск пробного газа ПГ через измерительную камеру для пробного газа 14. Для контроля давлений Р1 и Р2 в цепи сравнительного газа СГ используются микроманометры 15, настройка которых обеспечивается переключением клапанов 16.The
При подаче пробного газа ПГ происходит накопление в течение времени измерения, в это время сравнительный газ СГ проходит к входным соплам 7 и одинаково давит на пластину 5, при этом рамка 2 гальванометра 1 и зеркало 4 находятся в исходном положении. В связи с этим возникает условный нулевой сигнал. С помощью пневмораспределителя 13 пробный газ ПГ подается в линию сравнительного газа СГ. Пробный газ ПГ, обладающий другой плотностью, поворачивает на определенный угол пластину 5, зеркало 4 и рамку 2 гальванометра 1. Отраженный луч света изменяет освещенность дифференциального фоторезистора 11, в результате чего появляется ток в обратной цепи, который согласно закону Фарадея приводит к появлению магнитоэлектрической силы, компенсирующей изменение силы действия струи. Величина тока в цепи обратной связи пропорциональна разности плотностей пробного газа ПГ и сравнительного газа СГ.When the GHG sample gas is supplied, accumulation occurs during the measurement time, at which time the SG comparative gas passes to the
При разбалансе входной пневматической схемы струи газа, вытекающие из сопел 7, отклоняют пластину 5 с зеркалом 4. Перемещение отраженного от зеркала луча света вызывает перераспределение световых потоков на поверхностях двух половин дифференциального фоторезистора 11. Разбаланс электрической дифференциальной схемы приводит к появлению тока в цепи отрицательной обратной связи, состоящей из сопротивления Rн, миллиамперметра 13 и рамки 2 гальванометра 1. Образующийся при этом магнитоэлектрический момент Мэл компенсирует механический момент Мм от действия струи на поверхность пластины 5.When the pneumatic input circuit is unbalanced, the gas jets flowing from the
Пренебрегая жесткостью упругих элементов подвижной части, запишем условие работы в установившемся режиме:Neglecting the stiffness of the elastic elements of the moving part, we write down the condition for operation in the steady state:
Механический момент от действия струи на подвижную пластину:The mechanical moment from the action of the jet on the moving plate:
где ΔР=Р1-Р2 - разность давлений перед соплами 7, Sc - площадь «следа» струи, iц - расстояние оси симметрии площади «следа» струи от оси симметрии подвижной части гальванометра 1.where? P = P 1 -P 2 - the pressure difference before the
Магнитоэлектрический момент Мэл определяется выражением:The magnetoelectric moment M el is determined by the expression:
где ψэ - потокосцепление.where ψ e - flux linkage.
Равенство (1) с учетом (2) и (3) имеет вид:Equality (1) taking into account (2) and (3) has the form:
Чувствительность Нр к изменению давления перед соплами 7:The sensitivity of H p to pressure changes in front of the nozzles 7:
Анализ результатов проведенных исследований привел к выводу, что дозированная подача измеряемых величин и цикличная работа устройства обеспечивают значительное повышение чувствительности к изменению плотности и стабильности показаний.An analysis of the results of the studies led to the conclusion that the dosed supply of measured values and the cyclic operation of the device provide a significant increase in sensitivity to changes in the density and stability of readings.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122621A RU2683803C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Photocompensuration gas density sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122621A RU2683803C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Photocompensuration gas density sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683803C1 true RU2683803C1 (en) | 2019-04-02 |
Family
ID=66090038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018122621A RU2683803C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Photocompensuration gas density sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683803C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713087C1 (en) * | 2019-07-25 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Low pressure pneumatic pulse logging sensor |
RU2816696C1 (en) * | 2022-02-07 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-photocompensated digital-to-analogue converter |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4095455A (en) * | 1975-02-14 | 1978-06-20 | The Foxboro Company | Pneumatic detector for chromatographic analyzer |
SU1087828A1 (en) * | 1983-01-14 | 1984-04-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Gas density meter |
SU1111068A1 (en) * | 1983-01-10 | 1984-08-30 | Предприятие П/Я В-8296 | Pneumatic gas densitometer |
US4485675A (en) * | 1982-09-17 | 1984-12-04 | Verret Willie M | Pneumatic fluid densiometer |
RU2350925C1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Gas density meter (versions) |
RU2375694C1 (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-10 | ГОУ ВПО "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Jet method for densit measuring |
-
2018
- 2018-06-21 RU RU2018122621A patent/RU2683803C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4095455A (en) * | 1975-02-14 | 1978-06-20 | The Foxboro Company | Pneumatic detector for chromatographic analyzer |
US4485675A (en) * | 1982-09-17 | 1984-12-04 | Verret Willie M | Pneumatic fluid densiometer |
SU1111068A1 (en) * | 1983-01-10 | 1984-08-30 | Предприятие П/Я В-8296 | Pneumatic gas densitometer |
SU1087828A1 (en) * | 1983-01-14 | 1984-04-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Gas density meter |
RU2350925C1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Gas density meter (versions) |
RU2375694C1 (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-10 | ГОУ ВПО "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") | Jet method for densit measuring |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713087C1 (en) * | 2019-07-25 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Low pressure pneumatic pulse logging sensor |
RU2816696C1 (en) * | 2022-02-07 | 2024-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-photocompensated digital-to-analogue converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE507763T1 (en) | DEVICE FOR MEASURING OPTICAL CHARACTERISTICS | |
RU2683803C1 (en) | Photocompensuration gas density sensor | |
ITMI20090400A1 (en) | METHOD OF MEASURING THE SPEED OF A FLUID AND RELATIVE EQUIPMENT. | |
DK153587B (en) | GAS FRACTION MEASUREMENT IN A TWO COMPONENT FLOW AND GAS FLOW | |
KR20170136885A (en) | Small fine dust photo sensor | |
RU2680614C1 (en) | Jet photocompensation proportional regulator | |
ATE491932T1 (en) | MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE REFRACTION PROPERTIES OF OPTICAL LENSES | |
CN107884364A (en) | Temperature and humidity compensation method when being detected available for laser methane | |
JPS57191507A (en) | Distance measuring device | |
RU2713087C1 (en) | Low pressure pneumatic pulse logging sensor | |
US4078179A (en) | Movable instrument with light emitting position indicator | |
CN107356319B (en) | A kind of dual-polarization state optical fiber vibration sensing Time-Domain Detection Method | |
Makarov et al. | Impulse mode of physical and technical gases parameters control based on the jet force action effect | |
Maisto et al. | Characterization of High-Frequency Acoustic Sources Using Laser Differential Interferometry | |
Iskrenović et al. | Differential manometer with reflective optical sensor | |
CN110987177B (en) | Light parallelism measuring device and porous spray testing system applying same | |
SU1121621A1 (en) | Method and device for hot-wire anemometer graduation | |
BE1026126B1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE DUST CONTENT OF A AIR FLOW | |
FR3123722B1 (en) | Static or parietal pressure measurement probe | |
JP7199875B2 (en) | hydrogen sensor | |
FI119893B (en) | Diagnosis of an electronic sensor | |
RU2270466C9 (en) | Wind and pressure sensor | |
Dong et al. | A new method for measuring laser noise based on non-equilibrium fiber optic interference system | |
SU1700510A1 (en) | Medium transparency determining method | |
Casalicchio et al. | A fiber optic sensor for displacement and acceleration measurements in vibration tests |