專利名稱：監控氣體分析器內氣流并修正由于壓力流量引起的對測量信號干擾影響的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在利用流阻使氣流中產生一壓力升的情況下，對例如由泵供送而通過氣體分析器測量室的氣流進行監控的裝置。該裝置在監控的同時，考慮到由壓力和流量所引起的對測量信號的干擾影響。
在具有測量氣體連續繞流的氣體分析器中，通常采用測量和指示氣體體積流量和質量流量的裝置以監控氣流，以下就稱作流量測量。
特別是對于不作持續觀察而自動工作的氣體分析器，比較有利的做法是通過監控極限值作為連續測量流量的一種補充措施，也就是通過監控使流量保持在一最低值以上或在一最高值以下，因而在離開所容許的流量范圍的情況下產生特定的信號輸出，以取得看管的作用。
所述氣體分析器是基于其物理計量原理對其測量室或容器內的壓力變化作出反應而變化其測量信號的。為取得準確的測量，或者必須使測量室內的絕對壓力保持恒定，或者必須對分析器的測量信號按壓力進行修正。
對于一些較簡單的氣體分析測量裝置通常都裝有機械氣動測量裝置，用以測量和監控氣流。帶有裝在錐形經校正玻璃管中的懸浮體(如球體)的流量計即屬于這類裝置。球體的懸浮高度在刻度尺上示出流量。通過確定一個上極限值或下極限值即可實現所需對偏離了的流量進行監控并發出信號。這上下極限值可采用以下方法測得將感應性、光學或磁性的抽頭裝在玻璃管的周圍，在達到極限值時，抽頭與懸浮體相互作用，從而發出信號(DE-AS2504275，DE-OS1498896)。
另一種較簡單的極限值監控的方法在于采用一種氣動電動壓力開關，可對氣體分析器的靜壓力變化作出反應(DE-AS1211423)。
再一種氣動測量方法是利用一個由于測量隔板或測量毛細管所造成的壓差測量流量(DE-OS1523019，DE-OS1903353)。
氣體流量還可用測熱系統測得并指示。這時，可采用電熱絲，并用氣流使其冷卻。電熱絲受冷卻而改變其電阻。再對此電阻的變化作進一步的電氣處理(DE-OS2104894)。
在所有這些采用電氣測量信號的監控方法中，對流量標定指示或物理指示以及極限值監控，在現有技術中都是通過與規定的額定值進行比較取得的。
此外尚可采用壓電傳感器以測出測量室(測量容器)內的壓力，從而修正與壓力有關的對測量信號的影響因素。這種來自測量室的信號在現有方法中涉及分析儀器的電氣信號處理。
上述這些方法都對以下三種功能至少采用兩個測值接收器流量測量和指示，流量極限值監控，測出測量室或測量容器內的壓力以修正由壓力引起的分析器測量誤差。
這樣就造成技術上較大的費用和較低的抗干擾性。
因此，本發明的目的是僅采用唯一的一個簡單的測量裝置來完成三種任務。
本發明的任務是通過具有下述區別特征的裝置來完成的在氣體分析器測量室后方的導氣管內設有流阻;設一壓力接收器，用以測量在測量室前、測量室中或測量室后導氣管內的絕對壓力;壓力接收器的信號不僅用作通過測量室的氣流流量的量值，還用作由壓力和流量引起的對分析器信號的干擾影響程度的量值，并用以通過計算修正這些干擾影響。
本發明裝置的其它特征還包括在規定的各時間間隔內中斷氣流的流道;在這些中斷氣流時間內，通過同一壓力接收器測量導氣管內的靜壓力;所測得的靜壓力值(例如，由一測地分量和氣壓分量組成)用以對似靜態的壓力部分所引起的對流量測量和對預定流量極限值監控中的摻假影響進行計算修正。
根據已知的流體力學定律，通過測量室和氣體分析器各導氣管的氣流，在遇到流動阻力時會產生一與體積流量值成函數關系的壓力上升。
測量流阻前的壓力作為絕對壓力，此壓力同時包括測地高度和氣壓波動在內，這就可用唯一的一個測量值，作相應的信號分析，以簡單的方式實現所有三種功能測量流量、監控極限值和修正由壓力引起的分析器測量誤差。信號分析和修正計算最好用微處理機進行，在現代分析器中通常本來就已備有這種微處理機。
附圖
所示為本發明的一個實施例，下面將對此作詳細的說明。
使測量氣體流經導氣管L1再經一泵P通過導氣管L2通向一分析器的容器或測量室M。在測量室M后面的導氣管L3中接裝一用作流阻K的毛細管或隔板，從而在測量室內產生取決于流量的壓力上升。在流阻K的前方設一用作絕對壓力計的壓力接收器D，用以測量導氣管中測量氣體的壓力。壓力接收器D原則上不僅可裝在測量室M本體中，也可裝在其前方或后方，只要其間在導氣管L2和L3中流動阻力可忽略不計。壓力接收器的信號用以計算壓力對分析器測量信號所起影響的修正量。
由于按流體力學定律作為流量的函數的壓力上升近似地呈平方的關系，所以絕對壓力的測量對流量變化的反應極為靈敏。測量地點的測地高度的影響(這是很重要的，例如，在易地測量或作絕對壓力校驗標準的情況下)是作為恒量部分疊加壓壓力接收器的信號上的。此外，在一定情況下還疊加有在排氣導管L4內的支配壓力和作為緩慢變化部分的氣壓被動的影響。在通過對絕對壓力的測量所作流量測量方面，似靜態的壓力變化會對測量信號因而也對預定流量極限值產生一種摻假現象。為消除這些影響，可在預定的時間間隔內測出測量室的靜壓力，并用以對流量測量進行修正。這可通過短時間地中斷測量氣體的流通(例如，通過關斷測量氣體泵)來實現。
在目前的情況下，可選用這樣一種裝置，該裝置是在平均流量為50升/小時的情況下，使上極限值為60升/小時，而下極限值為40升/小時。此時，在采用直徑為0.7毫米、長度為15毫米的毛細管的條件下，由于流動而引起的動態壓力部分約為70毫巴。
權利要求
1.在利用一流阻使氣流中產生一壓力上升的情況下，對例如由一泵(9)供送而通過氣體分析器測量室的氣流進行監控的裝置，該裝置在監控的同時，考慮到由壓力和流量所引起的對測量信號的干擾影響，其特征是在氣體分析器測量室(M)后方的導氣管(L3)內設有流阻(K)，設一壓力接收器(D)，用以測量在測量室(M)前、測量室(M)中或測量室(M)后導氣管內的絕對壓力，壓力接收器(D)的信號不僅用作通過測量室(M)的氣流流量的量值，還用作由壓力和流量引起的對分析器信號的干擾影響程度的量值，并用以通過計算修正這些干擾影響。
2.權利要求1所述裝置，其特征是在規定的各時間間隔內中斷氣流的流通，在這些中斷時間內，通過同一壓力接收器(D)測量導氣管(L3)內的靜壓力，所測得的靜壓力值(例如，由一測地分量和氣壓分量組成)用以對似靜態的壓力部分所引起的對流量測量和對預定流量極限值監控中的摻假影響進行計算修正。
全文摘要
本發明涉及用以監控在一氣體分析器內的氣流的裝置，此裝置具有用以供送通過測量室(M)的氣體的泵(P)和一用以產生氣流中壓力上升的阻流器(K)，此阻流器裝在測量室的后方。用以測量導氣管內絕對壓力的一壓力接收器(D)裝在測量室內、測量室的前方或后方。壓力接收器的信號用作流量的量值。
文檔編號G01N33/00GK1042998SQ8910889
公開日1990年6月13日 申請日期1989年11月28日 優先權日1988年11月30日
發明者沃爾特·菲濱斯克, 喬治·淘彼斯, 哥哈德·夫雷克, 杰斯福·尼沃爾 申請人:哈特曼·希勞恩股份公司