Автоматическая газоаналитическая система

Автоматическая газоаналитическая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А.А. Кравченко, В,Ф. Примиский, В.И. Гордин, И.В. Флейшман и В.А.Фернандес 1 ( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Киевское научно-производственное объединение

"Аналитприбор" (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматическому регулированию коэффициентов передач: измерительных каналов аналитических.комплексов, предназначенных для газового анализа, и может применяться в черной и цветной металлургии,а также в других отраслях народного хозяйства.

По основному авт.св. ¹ 623148 известна газоаналитическая система, содержащая пробоотборник, соединенный

10 с блоком газовой очистки, вход которого через электромагнитные вентили, соединенные с блоком управления,связан с поверочными баллонами, гаэоана15 лизаторы, входы которых соединены с блоком газовой очистки, а выходы подключены к первым входам первых сумматоров соответственно в каждом измерительном канале, регистрирующие приборы, подключенные к выходу первых сумматоров, выход каждого первого сумматора подключен ко вторым входам первых сумматоров измерительных каналов,а один из вторых входов первых сумматоров соединен со своим выходом через первый блок коррекции в каждом измерительном канале, в каждый измерительный канал введен также второй блок коррекции, вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй сумматор, один из входов которого соединен с выходом второго блока коррекции, а два других входа соединены с выходами первых сумматоров измерительных каналов, блок умножения, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход соединен с третьим входом первого сумматора (I).

Иедостатком известной системы является невозможность использования датчиков с нелинейными передаточными характеристиками. А использование их вызывает дополнительные погрешности при визуальном считывании информации с выходных приборов газоанализаторов и затрудняет переход к унифицирован885871

40

SO

55 ному выходному сигналу. Простейшие и наиболее удобные датчики часто характеризуются нелинейной зависи- . мостью между измеряемой переменной и электрическим выхЬдным сигналом.

Линейные датчики часто оказываются менее чувствительньын, более дорогими или менее удобными в эксплуатации, а для измерения некоторых компонент используются датчики только лишь с нелинейными передаточными характеристиками. Линеаризация может способствовать повышению чувствительности и точности датчиков благодаря

:использованию нелинейных участков характеристики, которых обычно избегают, Цель изобретения — повышение точности системы.

Указанная цель достигается тем, что в каждый измерительный канал известной системы введен функциональный преобразователь, причем выход первого сумматора через функциональный преобразователь связан со входом регистрирующего прибора, а второй вход блока умножения подключен ко входу функционального преобразователя.

Предлагаемое включение позволяет наиболее точно получать результаты измерений, так как в режиме калибровки корректируются не только мультипликативные и аддитивные погрешности первичного измерительного преобразователя и первых сумматоров, но и ошибки самого функционального преобразователя, а также позволяет производить коррекцию ошибки канала измерения по неинформативным параметрам.

На фйг.1 представлена блок-схема автоматической газоаналитической системы; на фиг.2 - зеркальное отображение характеристики газоанализатора.

Автоматическая газоаналитическая система состоит иэ пробоотборника

1, блока 2 газовой очистки, газоанализаторов 3 (соответственно по, количеству измерительных каналов), первых сумматоров 4, функциональных преобразователей 5,регистрирующих приборов 6, блока 7 управления, электромагнитных вентилей 8, поаерочных баллонов 9, первых блоков 10 коррекции, вторых блоков ll коррекции, вторых сумматоров 12 и блоков

13 умножения.

В схеме функциональный преобразователь 5 выполняет роль линеари4 затора, т.е. он настроен на зеркаль,ное отображение передаточной характеристики газоаналиэатора 3, как показано на фиг.2. Если продувают газоаналиэаторы чистым газом (х=О), то на выходе газоанализатора 3 получают выходной электрический сигнал, соответствующий аддитивной погрешностис», а на выходе сумматора 4 выходной сигнал будет равен К2с1 — К, где К - коэффициент передачи сумматора 41

Я, — выходной сигнал первого блока 10 коррекции.

15 Отсюда на выходе функционального преобразователя 5 будет сигнал .

5 = ): (,К СД-Ю, не равный нулю.

В качестве преобразователя 5 может быть использован любой функциональный преобразователь по постоянному току (кусочно-линейный аппроксиматор, кусочно-квадратный аппроксиматор и т.д.) .

Система .работает следующим образом..

Анализируемая газовая смесь забирается пробоотборником 1 и через блок

2 газовой очистки поступает на входы газоанализаторов 3, каждый из которых настроен на измерение своего компонента газовой смеси. Таким образом, если концентрация измеряемого компонента одним из газоанализаторов 3 будет равЗ5 на х, а концентрация неизмеряемых компонент х ху х4 х то на

:выходе газоанализатора 3 в общем слу.чае мы получим электрический сигнал о

+ (СХ +С.1)(з,+" - +С )(„, ), 1 где Ь, Ь,...Ь вЂ” постоянные ко » эффициенты, характеризующие изменение коэффициента передачи газоанализатора 3 в зависимости от концентарции неизмеряемых компонент;

С С .. .С вЂ” постоянные коэффициенты, характеризующие изменение

5 постоянной состав. ляющей газоанализатора 3 в зависимости от концентрации неизмеряемых компонент;

К вЂ” коэффициент пере1 дачи газоанализатора 3;

885871

Ф

Ц вЂ” аддитивная погрею ность газоанализатора.

У вЂ” мультипликативная погрешность

5 газоанализатора.

Полученный сигнал У поступает на первый вход первого сумматора 4, на выходе которого возникает сигнал ((+У+ЬХд+Ь ХЪ+ "ЬИ-аХИ)К К 1(К1+!аКЯЛ IRI+KgCX 1.-.- KgC gX -С Х2" СИ.2 И

+ЬХ,+Ъ„Х,+.-Ь „, X +C где R — выходной сигнал первого нальных преобразователей блока 10 коррекции; 5 других измерительных

СС1,С,..C, — коэффициенты влияния не15 каналов на входы второго информативных параметров сумматора 12; по смещению, заведенные С вЂ” выходной сигнал второго с выходов функциональных блока l1 коррекции. преобразователей 5 других Заранее коэффициенты влияния неизмерительных каналов на

20 информативных параметров выбираются вторые входы сумматора 4; таким образом, чтобы С = К С;, I

М, 2;- 1 - мультипликативные коэффи- С1 = К С,,".....С1 = К С„ циенты влияния неинформаИ-Й h тивных параметров, заве- Тогда на выходе сумматора 4 мы денные с выходов Функцио-, 2S получим выходной сигнал у К " (Х )

55 2 1+С

К P(x ),(+С 2. 1, 40 3 ((+У+ ЬХ 1 Ьл Х .1 . " t3

И

"+,Ь 7(, +Ь„

В режиме калибровки прекращается подача анализируемой смеси через пробоотборник 1 и от поверочных баллонов 9 с помощью блока 7 управления, открывающего электромагнитные вентили

8, стоящие на выходе поверочных баллонов 9, газоанализаторы 3 продуваются чистым газом, на измерение которого не настроен ни один из газоанализаторов 3, т.е. для всех газоанализаторов 3 Х = О. При этом на выходе функционального преобразователя 5 будет сигнал 9 - . f (К2с1), он поступает на вход первого блока .10 коррекции, в котором сравнивается с нулевым потенциалом, соответствующим концентрации Х.1 = О.

В соответствии с результатом сравнения первый блок 10 коррекции либо вычитает, либо добавляет какое-то значение поправки К в первом суммато- ре 4 с целью подавления величины

+$ (К с1) . Корректировка мультипликативйой погрешности, в результате влияния которой изменяется коэффициент передачи газоанализаторов З,осуществляется следующим образом, Япок

7 управления подключает такой баллон

9 с поверочной смесью, который имеет концентрацию Х„, соответствующую кон Х<)44< i .Х(Х„)+ 1с1К I-1Я, I

" +. "И-аУИ+С

50 цу шкалы газоайализатора 3, при этом сигнал У2 е выхода первого сумматора 4 будет равен так как концентрация неизмеряемых компонент равна О.

° (ч- ( + С Х (Х114фи К1-- (, К - 1

Сигнал $ c выхода первого сумматора 4 поступает на вход функциональ ного преобразователя 5, выходной сигнал которого

50 ,поступает на вход второго блока ll коррекции, ц„ если при этом оказывается, что значение Г (У ) не равно значению напряжения уставки второго блока 11 коррекции, то он вырабатывает управляющий сигнал С такой величины, 5$ чтобы выходной сигнал функционального преобразователя 5 соответствовал напряжению уставки второго блока ll коррекции. Операция корректировки

885871 других измерительных каналов производится аналогичным способом, который описан выше, Таким образом, предлагаемая авто матическая газоаналитическая система, позволяет осуществлять анапиз газо- вых смесей с высокой точностью,при этом использование, функционального преобразователя обеспечивает значительное расширение функциональных возможностей и повышает ее точность, Формула изобретения

Автоматическая газоаналитическая система по. авт.св. СССР Р 623148, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит в каждом измерительном канале функциональный преобразова- тель, причем выход первого сумматора через функциональный преобразователь связан са входом регистрирующего прибора, а второй вход блока умножения подключен ко входу функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

9 623148, кл. G 01 N 25/36, G 01 N 25/46, 1977 (прототип)..

885871

Х

Хтах.. фиг,.2

Составитель Л. Цаллагова

Редактор Н.Безродная Техред Т, Маточка Корректор " Стец

9акаэ 10533/64 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4