Устройство для непрерывного контроля температуры точки "росы

Устройство для непрерывного контроля температуры точки "росы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»785856 (61) Дополнительное к авт.свид-ву Р 693348 (22) Заявлено 040478 (21) 2602855/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Р )М. Кл.

G 05 3) 23/19

G 01 N 25/66

Государственный комитет

СССР

ll0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.1230. Бюллетень ¹ 45 (53) уд

К 621.555..6(088.8) Дата опубликования описания 07.12.80 (72) Авторы изобретения

А.М.Вишневский, В.П.Петухов и В.Ц.СПирйдсэнов (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОИ СТВО ЦЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ

Изобретение относится к областиизмерительной техники, в частности к контролю влажности газов и является усовершенствованием устройства по авт.св. Р 693348. 5

Известное устройство для непрерывного контроля температуры точки 1зосы содержит датчик температуры конденсационной поверхности, сое» диненный с блоком регистрации, за- 10 датчик, блок регулирования температуры конденсационной поверхности, выполненный в виде двух каналов, один из которых содержит нагреватель, подключенный к усилителю мощности,и регулятор подогрева, а другой — холодильник и регулятор охлаждения. Регулятор подогрева содержит, фотоприемник, дифференциатор и сумматор, а регулятор охлаждения — два.порого- 29 вых элемента, реверсивный блок управления с памятью и регулирующий блок.

Входы дифференциатора и сумматора соединены с выходом фотоприемника, а выход дифференциатора — с другим 25 входом сумматора. Выход сумматора соединен со входом усилителя мощности и с йервыми входами пороговых элементов, вторые входы которых сое. динены с выходами задатчика. Выхо- 30 ды пороговых элементов подключены ко входу реверсивного блока управле-. ния с памятью, соединенного с регу-, пирующим блоком, выход которого соединен с холодильником (1 .

Однако область применения этого устройства недостаточно широка, так как оно не обеспечивает возможность определения фазового состояния конденсата на конденсационной поверхности датчика при отрицательных температурах.

Целью изобретения является расширение области применения устройства для непрерывного контроля, температуры точки росы .

Эта цель достигается тем, что устройство для непрерывного контро-. ля температуры точки росы „одержит последовательно соединенные генератор импульсов, формирователь импульсов и ключевой блок, а также два иммитатора сигналов канала управления, выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам ключевого блока, четвертый вход которого соединен с выходом сумматора, а выходы соответственно — с Вхо дом усилителя мощности и с первыми входами пороговых элементов.

785856

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — социллограммы блока регистрации температуры точки росы : кривая а) — тем// пература точки„росы известного устройства кривая б) — температура точки росы при жидкой фазе конденсата; кривая в) - температура точки росы" при твердой фазе конденсата.

Устройство для непрерывного конт; роля температуры точки росы со- 1p

"держит датчик 1 температуры кон)тенсационной поверхности, соединенный с блоком 2 регистрации, задатчик 3, блок 4 регулирования температуры конденсационной поверхности, выполненный в виде двух каналов, один иэ которых содержит нагреватель 5,, подключенный к усилителю мощности 6 и регулятор 7 подогрева, а другой — холодильник 8 и регулятор 9 охлаждения. На фиг.1 показан также фотоприемник 10, 2Î дифференциатор 11, и сумматор 12, два пороговых элемента 13 и 14, реверсив" ный блок 15 управления с памятью и регулирующий блок 16, последовательно соединенные генератор 17 импульсов, формирователь 18 импульсов и ключевой блок 19, а также два иммитатора, 21 и 20 сигналов канала управления. устройство работает следующим об- 30 разом, Фотоприемник 10 посылает световой луч на поверхность зеркала 22.При появлении пленки конденсата на конденсационной поверхности зеркала 22 проис- З5 ходит изменение величины светового потока, отраженного от зеркала 22. При этом на выходе фотоприемника 10 появляется электрический сигнал, пропорциональный толщине пленки конденсата. Сигнал с выхода фотоприемника

10 поступает на входы сумматора 12 и дефференциатора 11. Сигнал, .выделяемый на выходе дифференциатора .11 пропорционален скорости изменения толшины пленки конденсата и также посту- $$ пает на вход сумматора 12.

На выходе сумматора 12 получается сигнал, пропорциональный толщине пленки конденсата и скОрОсти иэменеНИЯ ЭТОЙ ТОЛЩИНЫ, 50

В режиме контроля температуры точки росы сигнал с выхода сумматора 12 через нормально замкнутый ключе- вой блок 19 поступает на вход усилителя мощности 6, который усиливает его,. С выхода усилителя мощности б сигнал подается на нагреватель 5, осуществляющий динамическое регулирование температуры конденсационной поверхности, обеспечивающий постоянство толщины пленки конденсата (равно- 60 весное состояние насыщенных водяных паров над пленкой). Одновременно сигнал с выхода сумматора 12 через нормально замкнутый ключевой блок 19 поступает на первые входы пороговых 65 элементов 13 и 14. Если величина сигнала на первом входе элемента 14 меньше величины .опорного сигнала задатчика 3 на в тором входе, то на выхо« де элемента 14 и входе реверсивного блока 15 появляется напряжение. Появление напряжения на входе блока 15 вызывает увеличение его.выходного сигнала. При этом выходной сигнал регулирующего блока 16 увеличивается., и интенсивность охлаждения зеркала

22, осуществляемая холодильником 8, возрастает..Рост интенсивности охлаждения приводит к увеличению толшины пленки конденсата на зеркале 22, а это, в свою очередь, приводит к увеличению напряжения на выходе сумматора 12 и первых входах элементов

13 и 14. При достижении величиной напряжения на первом ьходе элемента

14 величины опорного напряжения на втором входе, напряжение на выходе элемента 14 и входе блока 15 становится равным нулю. При этом прекращаются рост выходного сигнала блока

16 и рост интенсивности охлаждения, а сигнал на выходе сумматора 12 (и соответствующая ему толщина пленки конденсата) попадает в заданный диапазон напряжений задатчика 3.

Таким образом, канал 9 охлаждения поддерживает постоянной толщину пленки конденсата, изменяя интенсивность охлаждения зеркала 22 холодильником

8 в тот момент, когда сигнал канала

7 подогрева выходит за пределы диапазона напряжений, заданного задатчиком 3 °

Блок регистрации 2 фиксирует температуру точки росы в установившемся режиме, по которой и судят о влажности контролируемой среды (см.. фиг.2,б).

B.ðåæèìå определения фазового состояния конденсата переключают ключи в ключевом блоке 19 во второе положение (условно показано пункти-ром). При этом выход сумматора 12 от входа усилителя б мощности отключа-. ется, а вместо него через ключевой блок 19 подключается иммитатор 21 сигналов канала управления подогрева. При этом на выходе усилителя

6 мощности сигнал соответствует максимальной температуре среды, и нагреватель 5, работая в режиме максимальной теплопроиэводительности, полностью испаряет с зеркала 22имевшуюся на нем пленку конденсата, Одновременно на первые входы элементов 13 и 14 через ключевой блок

19 от иммитатора 20 сигналов канала управления подается напряжение, ле жащее в середине диапазона напряжений,заданных эадатчиком 3, и, следовательно, напряжение с иммитатора

20 не изменяет режима работы регуля тора 9 охлаждения и интенсивность

785856 охлаждения зеркала 2 холодильником

8 сохраняется.

Затем переключаются ключи в ключевом блоке 19 в исходное состояние, т.е. на режим контроля температуры точки росы . Поскольку пленки конденсата на зеркале 22 нет, то напряжение на выходе сумматора 12 равно нулю. На входе усилителя 6 мощности, подключенного через ключевой блок 19 к выходу сумматора 12, напряжение равно нулю,и на нагреватель 5 сигнал не подается,т.е, нагрева нет.На первый вход элемента 14 в этот момент с сумматора 12 также подается нулевой сигнали интенсивность охлаждения, как указывалось выше, возрастает, но незначительно из-за большой инерционности регулятора 9 охлаждения и хо-, лодильника 8.

В момент начала конденсации блок

2 регистрации (точка А на фиг.2,в) 20 фиксирует температуру точки росы

{насыщение водяного пара над поверхностью жидкой фазы конденсатора),а нагреватель 5 Регулирует температуру зеркала 22 таким образом, чтобы тол- 2 щина пленки конденсата оставалась постоянной.

Если температура конденсационной поверхности зеркала 22 отрицательная, то выпавший конденсат через некоторое время переходит в твердое фазовое состояние. При этом упругость водяных паров над твердой фазой конденсата возрастет, начнется рост толщины пленки конденсата и, как указаывалось ранее, рост сигнала на датчике 1 температуры конденсационной поверхности. Нагреватель 5 поднимет температуру конденсационной поверхности зеркала 22, стремясь .сохранить постоянной толщину пленки 40 конденсата (равновесное состояние насыщения, но уже над твердой фазой) . Блок регистрации зафиксирует повышение температуры(точка Б на фиг.2,a). Разность температур кон- 45 денсационной поверхности зеркала 22 в момент выпадения конденсата и в установившемся состоянии насыщения водяных паров над слоем конденсата, т.е. при постоянной толщине пленки конденсата н установившемся режиме работы устройства,и является информацией об образовании твердой фазы.

Если такой разности не наблюдается, то на конденсационной поверхности зеркале 22 конденсат находится в жидкой фазе (фиг.2 б).

Управление ключами в ключевом блоке 19 производится синхронно от гене ратора импульсов 17 через формирователь импульсов 18.В предложенном устройстве длительность импульсов находится в диапазоне 15-25 с и выбирается иэ условия полного испарения пленки конденсата.

В исходном (нижнем по схеме) сос тоянии ключи в:ключевом блоке 19 находятся в течение 4-5 мин, обеспечивая непоеоывный контроль температуры точки росы .

Проведенные на макете эксперименты показали, что данное устройство устойчиво работает в диапазоне температур точки росы от -60 С до

+60 С и позволяет надежно определять фаэовое состояние конденсата.

Формула изобретения устройс.во для непрерывного контРоля температуры точки росы по авт.св. Р 693348, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит последовательно соединенные генератор импульсов, формирователь импульсов и ключевой блок, а также два иммитатора сигналов канала управления, выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам ключевого блока, четвертый вход которого соединен с выходом сумматора, а выходы соответственно — со входом усилителя мощности и с первыми входами пороговых элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 693348, кл. С 05 Д 23/19, 1977 (прототип) .

785856

7 С

Составитель П.Птенцова

Техред T,Ìà Tî÷êà Корректор С.Щсмак

Редактор Л.утехина

Заказ;8844/52 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

«цо делам иэобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4