SU1111068A1

SU1111068A1 - Pneumatic gas densitometer

Info

Publication number: SU1111068A1
Application number: SU833535316A
Authority: SU
Inventors: Роман Ярославович Дубиль; Александр Леонидович Колойденко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8296
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1984-08-30

Abstract

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ ПЛОТНОМЕР, выполненный по дифференциальной схеме и содержащий сравнительный и измерительный дроссельные делители с входным и турбулентным выходным дроссел ми каждый, регул тор входного давлени и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выходам делителей, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, входные дроссели в сравнительном и измерительном делител х вьшолнены в виде пульсирующих дросселей с проточными емкост ми , а выходной преобразователь перепада давлений выполнен на основе мембранного усилител давлени с двум плюсовыми и двум минусовыми входами, также одним выходом, двух пневматических дроссельных делителей и пинии опорного давлени , причем первые плюсовой и минусовый входы S усилител непосредственно подключены к выходам измерительного и сравнительного дроссельных делителей, а вторые плюсовой и минусовый входы через пневматические дроссельные делители подключены к линии опорного давлени и выходу усилител соответственно .PNEUMATIC GAS DENSITY, made by differential circuit and containing comparative and measuring throttle dividers each with input and turbulent output throttles each, the input pressure regulator and the output pressure difference converter, respectively, connected to the inputs and outputs of the dividers, characterized in that, in order to increase precision, the input chokes in the comparative and measuring dividers are executed in the form of pulsating chokes with flow capacitors, and the output transducer is Yes, pressures are made on the basis of a membrane pressure amplifier with two positive and two negative inputs, also one output, two pneumatic choke dividers and a pressure reference line, the first positive and negative inputs S of the amplifier are directly connected to the outputs of the measuring and comparative choke dividers, and the second positive and the negative inputs are connected via pneumatic choke dividers to the pressure reference line and the amplifier output, respectively.

Description

о:about:

0000

Изобретение относитс к пневматкческим датчикам плотности газов и может быть использовано в системах автоматического контрол и регулировани технологических процессов.. ,The invention relates to pneumatic gas density sensors and can be used in systems of automatic control and regulation of technological processes.,

Известен газовый плотномер, выполненный по мостовой схеме и состо щий из четырех турбулентных дросселей, дозирующего устройства и дифманометра t1.10A gas densitometer is known, made according to a bridge circuit and consisting of four turbulent chokes, a metering device and a differential pressure gauge t1.10

Недостатки такого плотномера цикличность работы и низка чувствительность .The disadvantages of such a density meter is the cyclical nature of the work and low sensitivity.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс ij пневматическое устройство дл определени плотности газов, выполненное по дифференциальной схеме и содержащее сравнительный и измерительный дроссельные делители с ламинар- 2о ным входнь1м и турбулентным выходным дроссел ми каждьй, регул тор входного давлени и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выхо- 25 дам делителей. В качестве выходного преобразовател используетс ПИ-регул тор с квазилинейным дросселем, выход которого подключен к минусовому входу пи-регул тора С27. адThe closest to the proposed technical entity is the ij pneumatic device for determining the density of gases, made according to the differential scheme and containing comparative and measuring choke dividers with a laminar 2 input and turbulent output throttles each, an input pressure regulator and an output pressure differential converter connected respectively to the inputs and outputs of 25 ladies dividers. A PI controller with a quasilinear choke, the output of which is connected to the negative input of the PI controller C27, is used as an output converter. hell

Поскольку пи-регул тор имеет ограниченную чувствительность, то точность работы устройства оказыв етс недостаточной. Применение ламинарных дросселей также способствует ухудшению точности, поскольку эти дроссели чувствительны к составу газовой смеси.Since the pi controller has limited sensitivity, the accuracy of the device is insufficient. The use of laminar chokes also contributes to the deterioration of accuracy, since these chokes are sensitive to the composition of the gas mixture.

Цель изобретени - повышение точности.The purpose of the invention is to increase accuracy.

Поставленна цепь достигаетс тем, что в пневматическом газовом плотномере, выполненном по дифференциальной схеме и содержащем сравнительный и измерительный дроссельные делители с входным и турбу- лентным выходным дроссел ми каждый, регул тор входного давлени и выходной преобразователь перепада давлений, подключенные соответственно к входам и выходам делителей, ® входные дроссели в сравнительном и измерительном делител х вьшолнены в виде пульсир тощих дросселей с проточными емкост ми, а выходной преобразователь перепада давлений вы-55 полней на основе мембранного усилител давлени с двум плюсовыми и двум минусовыми входами, а такжеThe delivered circuit is achieved by the fact that in a pneumatic gas densitometer made according to a differential circuit and containing comparative and measuring throttle dividers with input and turbulent output throttles each, an input pressure regulator and an output differential pressure converter connected respectively to the inputs and outputs of the dividers , ® the input chokes in the comparative and measuring dividers are executed in the form of a pulsier skinny chokes with flow capacitors, and the output differential pressure transducer You are 555 complete based on a membrane pressure amplifier with two plus and two negative inputs, as well as

одним выходом,двух пневматических фоссельных делителей и линии опорного давлени ,причем первые плюсовой и минусовый входы усилител непосредственно подключены к выходам измерительного и сравнительного дроссельных делителей, а вторые плюсовой и минусовый входы через пневматические дроссельные делители подключены к линии опорного давлени и выходу усилител соответственно .one output, two pneumatic fossil dividers and a pressure reference line, the first plus and minus inputs of the amplifier are directly connected to the outputs of the measuring and comparative choke dividers, and the second plus and minus inputs are connected via pneumatic choke dividers to the reference pressure line and the output of the amplifier, respectively.

На чертеже приведена принципиальна схема плотномера.The drawing shows a schematic diagram of the densitometer.

Плотномер пи-регул тор 1 входного давлени с исполнительным механизмом , состо щим из повторител 2 с дроссел ми 3 и 4, сравнительный 5 и измерительный 6 дроссельные делители , образованные пульсирующими 7 и 8 и турбулентными 9 и 10 др.оссел ми , и преобразователь 11 перепада давлений, выполненный на основе мембранного усилител 12 с двум плюсовыми и двум минусовыми входами , а также выходом, двух пневматических дроссельных делителей 13 и 14, образованных соответственно дроссел ми 15 и 16, 17 и 18, и линию 19 опорного давлени Р(,. Каждый из пульсирующих дросселей 7 и 8 состоит из выполненной в виде трубки проточной емкости, заключенной между нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами, управл емыми генератором импульсов (не показан). Параметры пульсирующих дросселей 7 и 8 (длина и диаметр трубок), а такж сопротивлени дросселей 15, 17 и16, 18 выбирают попарно одинаковыми.Density meter PI regulator 1 input pressure with an actuator consisting of repeater 2 with throttles 3 and 4, comparative 5 and measuring 6 throttle dividers, formed by pulsating 7 and 8 and turbulent 9 and 10 dr.sees, and converter 11 differential pressure, made on the basis of a membrane amplifier 12 with two positive and two negative inputs, as well as an output, two pneumatic choke dividers 13 and 14, formed by respectively 15 and 16, 17 and 18 chokes, and line 19 of the reference pressure P (,. Each one pulsing Rossel 7 and 8 consists of a flow tube made in the form of a tube, enclosed between normally closed and normally open contacts, controlled by a pulse generator (not shown). The parameters of pulsating chokes 7 and 8 (tube length and diameter), as well as resistance of chokes 15, 17 and 16, 18 are chosen in pairs the same.

Предлагаемый плотномер работает следующим образом.The proposed densitometer works as follows.

С помощью регул тора 1 стабилизируетс на заданном уровне Р давление на выходе сравнительного делител 5 путем изменени величины сбрасываемого через дроссели 3 и 4, а также расходную и сопловую камеры повторител 2 в линию сброса сравнительного и анализируемого газа.With the help of regulator 1, the pressure at the outlet of comparative divider 5 is stabilized at a given level P by changing the value discharged through the throttles 3 and 4, as well as the flow and nozzle chambers of the repeater 2 to the comparative and test gas discharge lines.

При этом давлени Р перед дроссел ми 7 и 8 всегда равны между собой , поскольку они отрабатываютс в одной и той же расходной камере пов .торителд 2.At this pressure, P in front of the throttles 7 and 8 are always equal to each other, since they are processed in the same flow chamber with a repeater 2.

При частоте следовани импульсов Т на выходах пульсирующих дросселей 7 и 8 за счет периодических поочередных подключений их ем3-1 костей к лини м 20-22 давлений Р и С , Pj соответственно формируютс расходу QQ 0. анализируемого и сравнительного гэзовWhen the pulse frequency T is at the outputs of the pulsating chokes 7 and 8, due to periodic alternating connections of their capacity of 3–1 bones to lines 20–22 of pressure P, C, Pj, respectively, the flow rate QQ 0 is formed.

. а,И(р.-Р:г)/р -, (p,-Pi)/R.. a, I (p.-P: g) / p -, (p, -Pi) / R.

где V - объемы емкостей,where V is the volume of containers

2 -. газова посто нна , Q- температура. Эти расходы оказываютс независимыми от состава газа в отличие, например, от ламинарных дросселей, расход через которые зависит от в зкости и, следовательно, от соетава газа.2 -. gas constant, Q - temperature. These costs are independent of the composition of the gas in contrast to, for example, laminar chokes, the flow rate through which depends on viscosity and, therefore, on the amount of gas.

Кр.оме того, .емкости пульсирующих дросселей вьшолнены в виде трубок, что позвол ет улучшить динамические характеристики прибора за счет непосредственного прохождени газа через них.Moreover, the capacities of the pulsating chokes are filled in the form of tubes, which allows to improve the dynamic characteristics of the instrument due to the direct passage of gas through them.

Расходы 0д,в-с сбрасываютс через турбулентные дроссели и 10 в линию сброса. Поскольку эти дроссели оказываютс чувствительными к плотности протекающих через них газов, то разность давлений Р -Р, перед ними пропоргщональна разности плотностей анализируемого и сравнительного газов Указанна разность давлен1й1 хс1иливаетс преобразователен 11, так что выходной сигнал .Р преобразовател вл етс The flow rates 0d, in-c are discharged through the turbulent chokes and 10 to the discharge line. Since these throttles are sensitive to the density of the gases flowing through them, the pressure difference P – P, before them is the test density difference between the analyzed and the comparative gases. The indicated pressure difference 1 x 1 or 1 transducer 11, so that the output signal of the P converter is

. выходом плотномера. В плотноме- ре предусмотрена компенсаци вли ни . the output of the density meter. In the meter, compensation is provided for

110684110684

параметров окружающей среды путем стабилизации давлени Г, сравнительного газа перед дросселем 9 на уровне заданного регул тору 1 дав5 лени 1 Требуемьй коэффициент усилени (K.) преобразовател обеспечиваетс соотношением сопротивлений дросселей 15, 16 и 17,18. Высока точность (-1%) преобразовател с таким Км достигаетс пре де всего вследствие однонаправленного прогиба всех мембран усилител 12 в процессе работы, поскольку давлени на плюсовых его входах оказьшаютс большими давлений в минусовых камерах , а давление обратной св зи (на выходе делител 14) оказываетс меньшим Любого из измер емых давлений 2. , Последнее, в свою очередь, достигаетс настройкой давлений и тем,что параметры делител 13 подбираютс равными соответствующим параметрам делител 14. Кроме того,в линии 23 выходного давлени Р стабилизируетс расход воздуха, например , с помощью повторител с положительньм сдвигом и дроссел , что способствует значительному уменьшению рабочего хода мембранного усилител 12, следовательно, уменьшению вли ни жесткости блока и повьш1ению точности работы усилител .environmental parameters by stabilizing the pressure G, the comparative gas upstream of the choke 9 at the level specified by the controller 1; pressure 5; The required gain (K.) of the converter is provided by the resistance ratio of the chokes 15, 16, and 17.18. High accuracy (-1%) of a converter with such a km is achieved primarily due to unidirectional bending of all membranes of amplifier 12 during operation, since the pressure at its positive inputs turn out to be higher than the pressure in the negative chambers, and the feedback pressure (output divider 14) turns out to be less than Any of the measured pressures 2. The latter, in turn, is achieved by setting the pressures and setting the parameters of the divider 13 to be equal to the corresponding parameters of the divider 14. In addition, in line 23 of the output pressure P stabilizes the air flow rate, for example, using a positive-shift repeater and throttle, which contributes to a significant reduction in the working stroke of the membrane amplifier 12, therefore, reducing the influence of the rigidity of the unit and increasing the accuracy of the amplifier.

Применение изобретени в промьгаленности обеспечивает повьш1ение точности определени количества сырь , вспомогательных и целевых продуктов в химическом, газовом и других производствах.The application of the invention in the industry provides for increasing the accuracy of determining the amount of raw materials, auxiliary and target products in the chemical, gas and other industries.

Анал.гаъ А /Anal.ga A /

2020

22

CSpxCSpx

SS

пнmon

PiPi

Срабн. газSravn. gas

////

13. РО13. RO

/J/ J

ЧH

Claims

PNEUMATIC GAS DENSITY METER, made according to the differential circuit and containing a comparative and measuring throttle dividers with input and turbulent output chokes each, an inlet pressure regulator and an output differential pressure transducer connected respectively to the inputs and outputs of the dividers, characterized in that, in order to increase accuracy, input chokes in the comparative and measuring dividers are made in the form of pulsating chokes with flow tanks, and the output differential converter The system is based on a membrane pressure amplifier with two plus and two minus inputs, also one output, two pneumatic throttle dividers and a reference pressure line, with the first plus and minus inputs of the amplifier directly connected to the outputs of the measuring and comparative throttle dividers, and the second plus and minus the inputs through pneumatic throttle dividers are connected to the reference pressure line and the amplifier output, respectively.

g

IP t