×
20.10.2014
216.012.fea3

Результат интеллектуальной деятельности: ЛАБОРАТОРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ ГАЗОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к средствам аналитической лабораторной техники, а именно к анализаторам плотности газов. Лабораторный анализатор плотности газов содержит миниатюрное турбулентное сужающее устройство, вход которого связан через тройник с камерой для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры индикатора давления, одна из стенок которой выполнена в виде упругой мембраны, а ее вход соединен через вентиль с линией анализируемого газа. Также анализатор содержит пневмотумблер, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства, шприц, входной канал которого соединен с выходным каналом камеры для сжатия анализируемого газа, а корпус снабжен штуцером, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца проточной камеры при максимальном выдвижении поршня, измеритель временных интервалов с включающим и выключающим входами. При этом анализатор дополнительно содержит пьезорезистивный преобразователь силы в электрический сигнал, возникающей на упругой мембране, электронные компараторы максимального и минимального сигналов пьезорезистивного преобразователя и емкость с охлаждающей жидкостью, в которой размещена камера для сжатия анализируемого газа. Причем выход пьезорезистивного преобразователя соединен с входами компараторов, выход компаратора максимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к включающему входу измерителя временных интервалов, а выход компаратора минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к выключающему входу этого измерителя. Техническим результатом является увеличение точности измерения плотности газа. 1 ил.
Основные результаты: Лабораторный анализатор плотности газов, содержащий миниатюрное турбулентное сужающее устройство, вход которого связан через тройник с камерой для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры индикатора давления, одна из стенок которой выполнена в виде упругой мембраны, а ее вход соединен через вентиль с линией анализируемого газа, пневмотумблер, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства, шприц, входной канал которого соединен с выходным каналом камеры для сжатия анализируемого газа, а корпус снабжен штуцером, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца проточной камеры при максимальном выдвижении поршня, измеритель временных интервалов с включающим и выключающим входами, отличающийся тем, что анализатор дополнительно содержит пьезорезистивный преобразователь силы в электрический сигнал, возникающей на упругой мембране, электронные компараторы максимального и минимального сигналов пьезорезистивного преобразователя и емкость с охлаждающей жидкостью, в которой размещена камера для сжатия анализируемого газа, причем выход пьезорезистивного преобразователя соединен с входами компараторов, выход компаратора максимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к включающему входу измерителя временных интервалов, а выход компаратора минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к выключающему входу этого измерителя.

Изобретение относится к средствам аналитической лабораторной техники, а именно, к анализаторам плотности газов.

Известен лабораторный анализатор плотности газов (Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. Исследования термодинамических свойств веществ. М.: Госэнергоиздат, 1963, с.176-178), который содержит напорный сосуд, заполненный ртутью и установленный вертикально в штативе на определенной высоте, стеклянную трубку с открытым нижним торцом, в верхней части которого установлено миниатюрное турбулентное сужающее устройство для истечения анализируемого газа. Нижняя часть трубки расположена в стеклянной емкости с ртутью, служащей затворной жидкостью. При перемещении напорного сосуда проба анализируемого газа, отобранная в трубку, за счет перемещения уровня ртути, перетекающей из напорного сосуда в емкость, начинает вытесняться последней через отверстие турбулентного сужающего устройства. В процессе истечения измеряется последовательно (с помощью секундомера) время достижения уровнем ртути двух электрических контактов, расположенных по высоте трубки, через которые замыкаются сигнальные электрические цепи. Расстояние по высоте между двумя контактами постоянно. Этим определяется постоянство объема, истекающей через турбулентное сужающее устройство пробы анализируемого газа. Время истечения этой пробы анализируемого газа однозначно определяется его плотностью.

Недостатком такого анализатора является необходимость использования в нем ртути, в качестве запорной жидкости, что является нежелательным с позиции техники безопасности.

Наиболее близким по технической сущности является лабораторный анализатор плотности газа (RU №44388, G01N 9/32, 2005 г. «Анализатор плотности газов», Л.В. Илясов, А.В. Буянов), содержащий миниатюрное турбулентное сужающее устройство, вход которого связан через тройник с камерой для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры индикатора давления, одна из стенок которой выполнена в виде упругой мембраны, а ее вход соединен через вентиль с линией анализируемого газа, пневмотумблер, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства, шприц, входной канал которого соединен с выходным каналом камеры для сжатия анализируемого газа, а корпус снабжен штуцером, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца проточной камеры при максимальном выдвижении поршня, измеритель временных интервалов с включающим и выключающим входами.

Измерение плотности газа данным анализатором осуществляется путем измерения интервала времени истечения пробы анализируемого газа через турбулентное сужающее устройство после ее отбора и сжатия с помощью поршня в замкнутой емкости. При этом время истечения определяется как разность моментов времени, при которых в камере для сжатия анализируемого газа при непрерывно изменяющемся давлении достигаются выбранные заранее максимальное и минимальное значение давления.

Недостатком данного анализатора является наличие в его составе электромеханического устройства, состоящего из металлической мембраны и двух игольчатых контактов, при замыкании которых определяются значения двух названных выше давлений. Наличие электромеханического устройства определяет невысокую точность измерения плотности газа, связанную с постепенным окислением игольчатых контактов, которое приводит к изменению переходного электрического сопротивления.

Задачей изобретения является создание лабораторного анализатора плотности газа без электромеханических элементов.

Технический результат - увеличение точности измерения плотности газа.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что лабораторный анализатор плотности газов, содержит миниатюрное турбулентное сужающее устройство, вход которого связан через тройник с камерой для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры индикатора давления, одна из стенок которой выполнена в виде упругой мембраны, а ее вход соединен через вентиль с линией анализируемого газа, пневмотумблер, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства, шприц, входной канал которого соединен с выходным каналом камеры для сжатия анализируемого газа, а корпус снабжен штуцером, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца проточной камеры при максимальном выдвижении поршня, измеритель временных интервалов с включающим и выключающим входами. Согласно изобретению анализатор дополнительно содержит пьезорезистивный преобразователь силы в электрический сигнал, возникающей на упругой мембране, электронные компараторы максимального и минимального сигналов пьезорезистивного преобразователя и емкость с охлаждающей жидкостью, в которой размещена камера для сжатия анализируемого газа, причем выход пьезорезистивного преобразователя соединен с входами компараторов, выход компаратора максимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к включающему входу измерителя временных интервалов, а выход компаратора минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к выключающему входу этого измерителя.

Такая конструкция позволяет измерять принятые максимальные и минимальные значения давления по значениям электрического сигнала преобразователя силы путем определения соответствующих электрических сигналов с помощью электронных компараторов и электронного измерителя временных интервалов, т.е. обеспечивает полностью электрическое измерение названных давлений. Конструкция позволяет также использовать для измерения высокоточные, в частности пьезорезистивный преобразователи силы в электрический сигнал, что определяет возможность увеличения точности измерения плотности газа.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.

Схема лабораторного анализатора плотности газов показана на фиг.

Лабораторный анализатор плотности содержит миниатюрное турбулентное сужающее устройство 1, связанное через тройник 2 с камерой 3 для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры 4, индикатора давления 5, одна из стенок которого выполнена в виде упругой мембраны 6. Входной штуцер камеры 4 соединен через вентиль 7 с линией 8 анализируемого газа. Анализатор содержит также тумблер 9, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства 1, шприц 10, выходной канал 11 которого соединен с входным каналом 12 камеры 3 для сжатия анализируемого газа. Корпус шприца 10 снабжен штуцером 13, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца 10 проточной камеры при максимальном выдвижении поршня 14. Измеритель 15 временных интервалов содержит включающий вход 16 и выключающий вход 17.

Анализатор также содержит пьезорезистивный преобразователь 18 силы, возникающей на упругой мембране 6, в электрический сигнал, электронные компараторы 19 и 20 максимального и минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя 18, и емкость 21 с охлаждающей жидкостью, в которой размещена камера 3 для сжатия анализируемого газа. Выход пьезорезистивного преобразователя 18 силы соединен с входами компараторов 19 и 20, выход компаратора 19 максимального сигнала пьезорезистивного преобразователя 18 подключен к включающему входу 16 измерителя 15 временных интервалов, а выход компаратора 20 минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя 18 подключен к выключающему входу 17 измерителя 15 временных интервалов. Компараторы 19 и 20 снабжены, соответственно, устройствами задания уровней срабатывания максимального 22 и минимального 23 значений сигналов пьезорезистивного преобразователя 18 силы.

Лабораторный анализатор плотности газов работает следующим образом. После включения в работу пьезорезистивного преобразователя 18, компараторов 19 и 20, устройств 22 и 23 и измерителей 15 временных интервалов выход турбулентного сужающего устройства 1 с помощью тумблера 9 соединяют с атмосферой. При этом поршень 14 устанавливают в крайнее правое, показанное на чертеже положение. После этого открывают вентиль 7 и анализируемый газ начинает поступать в атмосферу, протекая через камеры 3, 4 и шприц 10, а также через турбулентное сужающее устройство 1. Таким образом, турбулентное сужающее устройство 1, камеры 3, 4 и шприц 10 промываются анализируемым газом. Промывка длится 1-1,5 минуты. Затем с помощью тумблера 9 турбулентное сужающее устройство 1 отключают от атмосферы, а избыток анализируемого газа истекает в атмосферу через шприц 10 и штуцер 13. На этом заканчивается режим работы анализатора «Подготовка». После перемещения поршня 14 шприца 10 влево, на некоторое заранее выбранное положение, анализируемый газ сжимается до некоторого постоянного давления и его температура несколько увеличивается. По истечении некоторого отрезка времени, в течение которого температура газа принимает некоторое постоянное значение, например, равное температуре охлаждающей жидкости, в камерах 3 и 4 устанавливается постоянное давление. Далее с помощью тумблера 9 сужающее устройство 1 сообщается с атмосферой, и анализируемый газ начинает истекать через сужающее устройство 1 в атмосферу (режим работы «Анализ»). При этом давление в камере 1 начинает постепенно уменьшаться. Поэтому уменьшается и электрический сигнал, возникающей на выходе преобразователя силы 18, то есть сила, возникающая на мембране 6 под действием давления, постепенно уменьшается. Этот сигнал поступает одновременно на вход компараторов 19 и 20. Когда сигнал на выходе преобразователя 18 достигает принятого максимального значения (заданный компаратором 19), соответствующего принятому максимальному давлению, на выходе компаратора 19 формируется сигнал, который через вход 16 включает в работу измеритель 15 временных интервалов. Начинается отсчет времени. Когда при постепенном уменьшении давления в камере 4 и уменьшении сигнала преобразователя 18 последний достигает принятого минимального значения, соответствующему минимальному давлению, (задается компаратором 20), компаратор 20 вырабатывает сигнал, который через вход 17 отключает счет времени, осуществляемый измерителем 15 временных интервалов. В результате измеряется значение - τа интервала времени истечения анализируемого газа через турбулентное сужающее устройство 1, которое обычно составляет 50-100 с. Для увеличения точности измерения аналогичную операцию целесообразно проводить 3 раза и определять среднее значение времени

Для определения значения плотности анализируемого газа все описанные операции необходимо повторить для эталонного газа, которым может служить осушенный воздух, при этом определяется среднее время истечения воздуха .

Расчет плотности анализируемого газа осуществляется по формуле

,

где ρв - плотность воздуха в нормальных условиях.

Экспериментальные исследования макета лабораторного анализатора плотности газов показали, что он при использовании высокоточных современных преобразователей силы в электрический сигнал способен обеспечить измерение плотности газа с погрешностью ±0,2%.

Преимущества предлагаемого технического решения:

- простота конструкции и отсутствие электромеханических элементов;

- высокая точность;

- низкая стоимость.

Предлагаемый лабораторный анализатор плотности газов может быть реализован на базе стандартного пьезорезистивного преобразователя силы, измерителя временных интервалов и распространенных электронных устройств - компараторов электрических сигналов

Лабораторный анализатор плотности может найти широкое применение в практике заводских и исследовательских лабораторийразличных предприятий газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Лабораторный анализатор плотности газов, содержащий миниатюрное турбулентное сужающее устройство, вход которого связан через тройник с камерой для сжатия анализируемого газа, выполненной в виде спирали из тонкостенной металлической трубки, и выходом измерительной камеры индикатора давления, одна из стенок которой выполнена в виде упругой мембраны, а ее вход соединен через вентиль с линией анализируемого газа, пневмотумблер, подключенный к выходу турбулентного сужающего устройства, шприц, входной канал которого соединен с выходным каналом камеры для сжатия анализируемого газа, а корпус снабжен штуцером, местоположение которого обусловлено возможностью образования из шприца проточной камеры при максимальном выдвижении поршня, измеритель временных интервалов с включающим и выключающим входами, отличающийся тем, что анализатор дополнительно содержит пьезорезистивный преобразователь силы в электрический сигнал, возникающей на упругой мембране, электронные компараторы максимального и минимального сигналов пьезорезистивного преобразователя и емкость с охлаждающей жидкостью, в которой размещена камера для сжатия анализируемого газа, причем выход пьезорезистивного преобразователя соединен с входами компараторов, выход компаратора максимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к включающему входу измерителя временных интервалов, а выход компаратора минимального сигнала пьезорезистивного преобразователя подключен к выключающему входу этого измерителя.
ЛАБОРАТОРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ ГАЗОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 34.
27.05.2013
№216.012.4487

Способ упрочнения наплавленной быстрорежущей стали

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к упрочняющей обработке наплавленной быстрорежущей стали на поверхности заготовки, применяемой для изготовления инструмента повышенной стойкости. Для повышения твердости наплавленной быстрорежущей стали и эксплуатационной стойкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483120
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.01.2014
№216.012.9443

Способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты

Изобретение относится к способу получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты. Способ включает проведение процесса в 4-6% растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503649
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.03.2014
№216.012.ac4e

Способ нанесения покрытия для медных контактов электрокоммутирующих устройств

Изобретение относится к электроаппаратостроению. Способ нанесения покрытия на медный контакт электрокоммутирующего устройства включает ионно-плазменное напыление молибдена на медный контакт. Напыление начинают при напряжении на медном контакте 1100-1500 В с обеспечением его нагрева до объемной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509825
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.05.2014
№216.012.c7c1

Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока

Изобретение относится к черной металлургии, к области электротермической техники, а именно к устройствам дуговых сталеплавильных печей. Дуговая сталеплавильная печь содержит футерованный металлический корпус с ванной металла и водоохлаждаемыми стенами, сливной желоб, свод, состоящий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516896
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.c871

Нагревательная печь с кольцевым подом

Изобретение относится к устройствам для нагрева заготовок, которые обрабатываются на трубопрокатных и колесопрокатных станках. В нагревательной печи с кольцевым подом, состоящей из нагревательного колодца, выполненного в форме кольца, ограниченного футерованными стенами, сводом и вращающимся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517079
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.07.2014
№216.012.daba

Рекуперативный нагревательный колодец

Изобретение относится к устройствам для нагрева слитков металла перед прокаткой. Рекуперативный нагревательный колодец состоит из камеры, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда, ограниченной футерованными стенами, подом и перемещающийся крышкой. На фронтальной стене камеры в её...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521772
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.e277

Способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения взаимного расположения плоскостей и наружной сферической поверхности. Заявленный способ измерения отклонений расположения плоскостей относительно центра наружной сферической поверхности заключается в том, что на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523761
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e27b

Фотоионизационный детектор для газоаналитической аппаратуры

Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к средствам измерений концентраций компонентов при газовом анализе. Фотоионизационный детектор для газоаналитической аппаратуры содержит лампу ультрафиолетового излучения с плоским выходным окном, над которым размещена проточная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523765
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e3c5

Способ получения легкого материала

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения легкого заполнителя бетонов. Способ получения легкого материала, включающий получение гранул из торфяной смеси, сушку и термообработку, где торфяную смесь готовят путем совместного помола полипропиленовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524099
Дата охранного документа: 27.07.2014
Показаны записи 1-10 из 45.
27.02.2013
№216.012.2b6e

Бульдозер с выдвижным отвалом

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к землеройно-транспортным машинам типа бульдозеров. Бульдозер с выдвижным отвалом включает базовую машину, раму с гидроцилиндрами подъема-опускания, состоящую из жесткой основной секции, шарнирно соединенной с базовой машиной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476645
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.05.2013
№216.012.4487

Способ упрочнения наплавленной быстрорежущей стали

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к упрочняющей обработке наплавленной быстрорежущей стали на поверхности заготовки, применяемой для изготовления инструмента повышенной стойкости. Для повышения твердости наплавленной быстрорежущей стали и эксплуатационной стойкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483120
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.07.2013
№216.012.546a

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года. Насыпь включает тело насыпи в виде насыпного грунта и установленную в насыпи охлаждающую систему в виде полотнища с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487213
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.57c3

Способ измерения параметров паза, несопряженного с отверстием детали

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси несопряженного с ним отверстия. Объект измерения базируют в наклонном корпусе путем установки его отверстием на два центрирующих пальца, обеспечивая при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488075
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.60c6

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона относится к области строительства, в частности к искусственной фибре для приготовления бетонов, и может быть использован в строительной индустрии. По первому варианту арматурный элемент для дисперсного армирования бетона выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490406
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.10.2013
№216.012.76e5

Способ измерения параметров паза на торце вала

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения ширины и отклонения расположения паза, выполненного на торце вала. Корпус с отсчетной головкой и двумя установочными пальцами устанавливают на торец вала, размещая упомянутые пальцы в измеряемом пазу и обеспечивая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496097
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.82b9

Способ добычи садового и топливного торфа

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи торфа на выработанных промышленными способами торфяных месторождениях. Техническим результатом является упрощение состава технологического оборудования, снижение энерго- и металлоемкости, снижение себестоимости добытого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499141
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.12.2013
№216.012.90eb

Способ получения магнитного масла

Настоящее изобретение относится к способу получения магнитного масла, включающему обработку магнетита в диэфире карбоновой кислоты в присутствии водного раствора 12-оксистеариновой кислоты или 12-гидрокси-Δ9-октадеценовой кислоты при нагревании до температуры выпаривания воды с последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502792
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9437

Сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к сырьевым смесям для приготовления тяжелых бетонов, и может быть использовано в строительной индустрии. Сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона, включающая цемент, заполнитель, наполнитель из молотого известняка и воду,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503637
Дата охранного документа: 10.01.2014
+ добавить свой РИД