SU709988A1 - Способ непрерывного автоматического контрол температуры точки росы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике,.в частности к измерению влажности газов. Известен спо.соб непрерывного авто матиче-ского контрол  температуры точ ки росы путем поддержани  температур конденсационной поверхности датчика равной точке росы, в котором регулирование температуры .конденсационной поверхности осуществл етс  по двум каналам: позиционно по каналу охлаждени  и пропорционально по каналу подогрева 1. Однако ЭТОТ способ не обладает необходимым быстродействием в диапазоне высоких температур точки росы из-за большой инерционности обоих каналов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ непрерывного автоматического контрол  температуры точки росы путем поддержани  температуры - конденсационной поверхности датчика, равной температуре точки росы, осуществл емой ее охлаждением с посто н ной интенсивностью и пропорциональным подогревом 2. Этот способ не позвол ет получить ВЫСОКОЙ точности контрол  температуры конденсационной поверхности, равной точке росы в диапазоне высоких значений влажности (выше +20С по точке росы), из-за раскачивани  системы , след щей за наличием пленки конденсата, вызываемого значительной инерционностью самой след щей системы . Это не позвол ет быстро отсле.живать изменени  в толщине пленки конденсата , посто нно поддерживаемой на конденсационной поверхности. Снижение точности контрол  вызываетс  также наличием значительных градиентов температуры по объему датчика из-за посто нной интенсивности охлаждени  во всем диапазоне контролируемых значений температур точки росы. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и точности контрол  в диапазоне высоких температур точки росы. Дл  этого по предлагаемому способу задают интервал номинальных значений теплоподвода по каналу подогрева, осуществл ют теплоподвод к конденсационной поверхности дополнительно пропорционально скорости изменени  толщины .сло  конденсата, а при выходе величины теплоподвода за установл.енный интервал компенсируют это количество тепла путем соответствующего изменени  количества тепла, отводимого от конденсационной поверхности по ка налу охлаждени  до момента возврата величины теплоподвода по каналу подогрева в установленный интервал, прекращают в этот момент изменение количества тепла, отводимого по каналу охлаждени  и поддерживают его посто нным до очередного выхода величины теплоподвода по каналу подогрева за пределы установленного интервала. На Лиг. 1 представлены кривые изменени  теплоподвода по каналу подогрева, подвода холода по каналу охлаждени  и характер изменени  соотношени  между количеством .подводимого тепла и холода в процессе поддержани  температуры конденсационной поверхности, равной температуре точки росы, при изменении влажности газа, вызвавшем, например, увеличение значени  температуры точки росы на фиг. 2 - диаграммна  запись процесса контрол  температуры конденсационной поверхности, полученна  одним из устройств, реализующих пред лагаемый способ. Непрерывный автоматический контроль температуры точки росы осуществл ют следующим образом.. При охлаждении конденсационной поверхности до температуры, равной точке росы, или при значительном изменении, например увеличении точки росы газа (см.гЬиг. 1а) в процесс контрол  происходит резкое изменени толщины пленки конденсата. Непрерыв но фиксируют толщину пленки конденс та и одновременно скорость ее изменени . Формируют тепловой поток, пропорциональный в каждый момент вре мени значению толщины пленки и скорости ее изменени  и подвод т это тепло к конденсационной поверхности Теплоподвод, пропорциональный толщи не пленки, обеспечивает поддеожание температуры конденсационной поверхности , равной новому значению точки росы, а Теплоподвод, пропорциональный скорости изменени  пленки конденсата, обеспечивает опережаюьпее по отношению к толщине пленки тепло вое воздействие по каналу подогрева что повышает скорость отслеживани  точки росы. На фиг, 1 а, б показан характер изменени  суммарного теплоподвода п каналу нагрева при увеличении темпе ратуры точки росы в функции толщины пленки конденсата и скорости ее изм не.ни . Одновременно контролируют текуще значение суммарного количества тепл подводимого по каналам охлаждени  и нагрева. Дл  этого задают интерва значений теплоподводас)(кс Н№мн о каналу нагрева, внутри которого изм нение суммарного теплоподвода к чонденсационнрй поверхности осуществл ют только по каналу нагрева в зависимости от небольших изменений влажности газа, точка росы которого контролируетс . Контроль суммарного количества тепла осуществл ют по нахождению теплоподвода, формирующего по каналу нагрева, внутри заданного интервала q,o,.(; - q, (см. Лиг в). Оптимальные значени  максимального Чдлакс минимального tlWMM количества подводимого тепла выбираютс  в зависимости от конкретной реализации способа и определ ютс  конструкцией датчика и способом теплоподвода . В момент выхода теплоподвода по каналу нагрева за пределы заданного интервала, например за пределы ,,, (точка 1. на Фиг. 1 в, г), измен ют, например уменьшают, количество холода (прибавл ют количество тепла), подводимое по каналу охлаждени  до тех пор, пока теплоподвод по каналу нагрева не войдет вновь в границы заданного интервала (точка 2 на (Ьиг. 1 в,г) . Т иксируют момент возврата и запоминают в этот момент количество подводимого холода по Каналу охлаждени  . Затем поддерживают количество подводимого холода на запомненном уровне до очередного измерени  влажности и выхода теплоподвода за пределы заданного интервала. Таким образом, количество тепла, подводимое по каналу нагрева, в установившемс  процессе контрол  точки росы остаетс  посто нным в любом диапазоне температуры конденсационной поверхности, т.е. температуры точки росы. На Лиг. 1 д показано, как измен етс  соотношение между подводом q по каналу нагрева и подводом холода q по каналу охлаждени  в переходном процессе, например при увеличении температуры точки росы газа (см.фиг.1 а). Как видно из приведенного графика, в начальный момент после изменени  значени  температуры точки росы (точка 1 верхней кривой) отслеживание нового значени  точки росы ведут, в основном, за счет увеличени  теплоподвода по менее инерционному каналу нагрева, который в переходный период (процесс между точками 1и 2 на фиг. 1в, д) значительно превьдшает значение теплоподвода в заданном интервалеcj/ j -q,. В конце переходного процесса после соответствующего изменени  количества подводимого холода д значение теплоподвода q ц по каналу нагрева возвращают к значению, которое он имел до переходного процесса (точка 1 кривой 3). Площадь под кривой 3 на фиг. 1 д показывает суммарное количество тепла, подводимое к конденсационной поверхности одчовременно по обоим каналам (нагпева

и охлажде-ни ) в процессе выхода на новое установившеес  значение температуры точки росы и равное . Пло1чадь под кривоГ 4 на фиг. 1 д показывает количество тепла, подводимое (или отводимое) по каналу охлаждени  q . Площадь, ограниченна  кривыми 3 и 4 и равна  q показывает количество тепла, подводимое по каналу нагрева. Как видно из характера кривых 3 и 4, врем  выхода температуры конденсационной поверхности (определ емое суммарным теплоподводом ) на новое установившеес  значение значительно меньше времени возврата теплоподвода по каналу нагрева в заданный интервал, т.е. вли ние канала охлаждени  на быстродействие след щей системы в переходных режимах сведено до минимума, так как изменение теплоподвода в основном идет по менее инерционному каналу нагрева В то же врем  во всем диапазоне контролируемых значений температуры точки росы теплоподвод по каналу нагрева в установившемс  режиме контрол  остаетс  посто нным, измен  сь лишь в небольших пределах заданного интер .валаф „„ - q-Mc-KcТаким образом, в пооцессе контрол  точки росы при изменении влажности быстрое изменение температуры конденсационной поверхности осуществл ют за счет быстрого изменени  теплоподвода по менее инерционному каналу нагрева с последующей компенсацией количества подведенного тепла путем отвода его по каналу охлаждени  до возврата теплоподвода по каналу нагрева в заданный интервал.

На фиг.2 прин ты следующие обозначени  : точка 5 - момент начала реагировани  след щей системы на изменение толщины пленки конденсата при изменении влажности газа; точка 6 максимальна  амплитуда перерегулировани  температуры до затухани  колебаний; точка 7 - устойчивый режим поддержани  нового значени  температуры конденсационной поверхности, равной точке росы на новом уровне влажности газа.

Предлагаемый способ позвол ет повысить точность поддержани  температуры конденсационной поверхности, равной температуре точки росы в диапазоне высоких значений за счет поддержани  посто нным количества тепла, подводимйго по каналу нагрева во всем диапазоне контролируемых значений температур точки росы, и, как следствие этого, стабилизации температурных

градиентов по объему датчика. Это позвол ет максимально приблизить измеренную температуру конденсационной поверхности к истинному значению точки росы. Кроме того, введение операции поддержани  температуоы конденсационной поверхности одновременно по толщине пленки и скорости ее изменени  позвол ет повысить точность контрол  за счет исключени  колебаний температуры конденсационной поверхности, особенно в переходных оежимах, а также повысить быстродействие за счет опережающего воздействи  по каналу нагрева, которое обеспечиваетс  подводом тепла, форми5 руемым по скорости изменени  толщины пленки.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

5 289345, кл. G 01 N 25/66, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 462123, кл. G 01 N 25/66, 1972. (прототип).