Устройство для измерения количества кислорода в баллонах

Устройство для измерения количества кислорода в баллонах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА КИСЛОРОДА В БАЛЛОНАХ , содержащее длт-игк температуры и датчик давления, уста1()в.;1онрш1Й в баллоне , отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, датчик температуры установлен также в баллоне, а устройство снабжено квадратором, сумматором, умножителем, выходным сумматором, указателем количества газа и двумя задатчиками, ири этом выход датчика температуры через квадратор , первый вход сумматора, первый вход умножителя и первый вход выходного сумматора связан с указателем количества газа, второй вход сумматора соединен с выходом первого задатчика, второй вход выходного сумматора соединен с выходом второго задатчика , а третьи входы сумматора и выходного сумматора связаны с выходом датчика температуры, а второй вход умножи (Л теля связан с выходом датчика давления. со 00 оо if)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1 1 1 0988

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3584132/23-26 (22) 16.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. № 32 (72) В. А. Калашников, А. С. Пучков и В. Д. Шебанов (71) Государственный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт гражданской авиации (53) 66.012-52 (088.8) (56) 1. Васильев Б. И. Устройство и эксплуатация компрессорных станций и воздухозаправщиков. М., Изд- во ДОСААФ, 1979, с. 29, рис. 6.

2. Волошин С. А. и др. Самолет ТУ вЂ” 154.

Конструкция и техническое обслуживание.

Ч. II, М., «Машиностроение», 1976, с. 181, рис. 2.53. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА КИСЛОРОДА В БАЛЛОНАХ, содержащее д;и и:. температуры и датчик давления, установленный в баллоне, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижен и и трудоемкости измерений, датчик температуры установлен также в баллоне, а устройство снабжено квадратором, сумматором, умножителем, выходным сумматором, указателем количества газа и двумя задатчиками, ири этом выход датчика температуры через квадратор, первый вход сумматора, первый вход умножителя и первый вход выходного сумматора связан с указателем количества газа, второй вход сумматора соединен с выходом первого задатчика, второй вход выходного сумматора соединен с выходом второго задатчика, а третьи входы сумматора и выходного сумматора связаны с выходом датчика температуры, а второй вход умножителя связан с выходом датчика давления.

1110988

Изобретение относится к устройства м для измерения количества кислорода в баллонах и может быть использовано в авиации и других областях техники, в которых применяются сосуды со сжатыми газами.

Известно устр ойство для измерен и я количества газа в баллонах, которое содержит встроенный в баллон датчик давления газа (1).

Количество газа в баллоне в указанном устройстве определяется при помощи датчика давления без учета температуры газа, что снижает точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения количества кислорода в баллонах, содержащее датчик температуры и датчик давления, установленный в баллоне.

По измеренным величинам давления газа в баллоне и температуры окружающего воздуха определяется количество кислорода в баллоне. Измерения давления кислорода в баллоне и температуры окружающего воздуха выполняются человеком-оператором, им же по таблицам или графикам производится определение количества кислорода (2).

Однако определение количества кислорода в баллонах кислородной системы является довольно трудоемким процессом. Кроме того, температура окружающего воздуха может значительно отличаться от температуры кислорода в баллоне, например некоторое время после заправки или опорожнения баллона. Неравенство температур окружающего воздуха и кислорода в баллоне приводит к снижению точности определения количества кислорода в нем.

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик температуры и датчик давления, установленный в баллоне, датчик температуры установлен также в баллоне, а устройство снабжено квадратором, сумматором, умножителем, выходным сумматором, указателем количества газа и двумя задатчиками, при этом выход датчика температуры через квадратор, первый вход сумматора, первый вход умножителя и первый вход выходного сумматора связан с указателем количества газа, второй вход сумматора соединен с выходом первого задатчика, второй вход выходного сумматора соединен с выходом второго задатчика, третьи входы сумматора и выходного сумматора связаны с выходом датчика температуры, а второй вход умножителя связан с выходом датчика давления.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения количества кислорода в баллоне.

Устройство для измерения количества кислорода в баллоне 1 содержит датчик температуры 2 и датчик давления 3, установленные в баллоне 1, и последовательно соединенные квадратор 4, сумматор 5, умножитель 6, выходной сумматор 7, указатель количества газа 8, а также первый задатчик 9, подключенный к второму входу сумматора 5, второй задатчик 10, подклю10 ченный к второму входу выходного сумматора 7, вход квадратора 4 и третьи входы сумматоров 5 и 7 подключены к выходу датчика температуры 2, а второй вход умножителя 6 подключен к выходу датчика давления 3.

Устройство работает следующим образом.

Устройство вычисляет количество кислорода в виде приведенного объема (V„, м ), отнесенного к нормальным условиям (температуре 20 С и давлению 760 мм рт. ст.), по зависимости л = KVi

К = (at + bt + с) P -+- dt -+ e, где 1 — температура газа в баллоне, C;

P — избыточное давление газа в баллоне, кгс/см, а, Ь, c,с,E — постоянные коэффициенты.

Для кислорода в диапазоне давлений

Р = 140 — 210 кгс/см и температур (+50)— — (-50) С они имеют следующие значения:

40

8. = 0,057210 м гРад л. кгс

8 = 0,8128 l0 м rpal1 л кгс

45 м - си с = 11,40-10

= 0,000121 м /л град; ь = 0,00105 мз/л.

Подобная эмпирическая зависимость коэффициента К от избыточного давления и температуры газа может быть применена с достаточной точностью и для других двухатомных газов.

Сигнал, пропорциональный температуре газа t в баллоне 1, с датчика температуры 2 поступает на вход квадратора 4 и одновременно на соответствующие входы сумматора 5 и выходного сумматора 7. Квадратор 4 преобразует сигнал t в сигнал t где V — емкость баллона, м ;

К вЂ” коэффициент для приведения

25 объема газа к нормальным условиям, учитывающим сжимаемость газа.

Эмпирическая формула для реализации вычисления коэффи циента К получена на

30 основании экспериментальных данных о зависимости коэффициента К от P u t

1110988

Составитель Э. Склярский

Редактор А. Гулько Телред И. Верес Корректор A. Тяско

Заказ 5953 30 Тираж 47О Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и подает его на первый вход сумматора 5.

В сумматоре 5 сигналы t u t умножаются соответственно на постоянные в и а и складываются с сигналом, пропорциональным с первого задатчика 9. Выходной сигнал сумматора 5, пропорциональный величине (at

+ bt + с), и сигнал Р, пропорциональный давлению газа в баллоне 1, с датчика давления 3 подаются на входы умножителя 6, где происходит их перемножение. Выходной сигнал умножителя 6, пропорциональный (at + bt + с) Р, подается на выходной сум м ато р 7.

Выходной сумматор 7 осуществляет умножение сигнала t с датчика температуры 2 на коэффициент d и алгебраически складывает его с сигналом (at + bt + с) P и сигналом, пропорциональным коэффициенту второго задатчика 10, и одновременно умножает сигналы по всем входам на величину, пропорциональную V>.

Выходной сигнал ((at + bt + c).P -1+ dt + е) V, с выходного сумматора 7 подается на умножитель количества газа 8 в баллоне 1, градуировка которого выполняется в единицах приведенного объема.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения количества кислорода в баллоне, так как для е1о определения используется фактическая температура газа, а не температура окружак>щего воздуха. Например, при температуре в месте установки баллона на обьекте 15 — 20"С, а температуре наружного воздуха +50 С или

-50 С точность измерений по сравнению с базовым объектом увеличивается примерно на порядок.

10 Автоматизация измерения количества кислорода, достигаемая благодаря применению устройства, уменьшает трудоемкость измерений за счет ликвидации операций снятия показания с датчиков давления и температуры и определения по таблицам или графикам количества кислорода в баллоне, выпол няемых человеком-оператором.

Применение предлагаемого устройства ликвидирует необходимость контроля запаса кислорода после выравнивания температур газа и окружающего воздуха по окончании заправки баллона, что также уменьшает трудоемкость измерений, а также упрощает летную эксплуатацию кислородных систем летательных аппаратов за счет облегчения получения информации о количестве кислорода в баллонах систем.