Кондуктометрический концентратомер

Кондуктометрический концентратомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

<,1775682 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 1809.78 (21) 2656210/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 30.10.80. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 30.10,80 (51) М. К.

G N 27/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 543. 257 (088.8) М.А.Присенко, Ю.A.Скрипник, A.A.Ïoòàïoâ, Г.Г.Хороз и О.I1.0ñòàïóùåíêî (72) Авторы изобретения

Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОИЕР

Изобретение относится к контрольноизмерительным приборам для технологического контроля электропроводности жидких продуктов в пищевой, легкой, химической промышленности и т.д. 5

При этом путем сравнения электропроводности эталонного и исследуемого растворов контролируется концентрация веществ в последнем.

Известны устройства для измерения 10 и контроля электропроводности жидких растворов, которая имеет однозначную зависимость от концентрации растворенных в них веществ.

Кондуктометрический концентрата- 15 мер содержит четырехэлектродную измерительную ячейку и схему автоматической температурной компенсации, датчиком которой является термометр сопротивления, установленный в иссле- 20 дуемом растворе. Конструкция датчика в совокупности с компенсационным методом измерения напряжения позволяет почти полностью избавиться от влияния поляризации и практически устранить 25 возникновение емкостной составляющей при измерении (1).

Однако область применения приборов ограничена рамками жидкостей с чистым, имеющим постоянный состав 30

2 растворителем, а также узкой зоной действия температурной компенсации (-15 — 20 С). В таких приборах, выполненных по компенсационной схеме измерения, в результат измерения вносятся дополнительные погрешности, обусловленные следующими факторами: колебаниями коэффициентов передач чувствительности преобразующих звеньев устройства до узла компенсации, уходом параметров схемы от номинала, что вызвано старением элементов схемы, предположением, что зависимость электропроводности оТ температуры прямолинейна и одна и та же для различных концентраций.

Известны также кондуктометрические концентратомеры (2), в-которых расширение диапазона температур и концентраций у исследуемых растворов, а также уменьшение погрешности измерения, вызванной предположением о прямолинейности зависимости электропроводности от температуры, достигается тем, что устройство коррекции снабжено коноидным механизмом, выполненным в виде объемного лекала, поверхность которого отражает функциональную зависимость электропроводности от концентрации и температуры.

775682

ОДнакО и этО устрОйствО применимО лишь,цля жидкОстей с неизменнОЙ зависимостью электропроаодности от концентрации и не пригодно для технических растворов (например, растворы на технической воде) из-эа колебаний солевых примесей растворителя в диапазоне малых концентраций кОтОрые вносят ощутимую погрешность а измерениc

Известно устройство для измерения проводимости жидкости (3), содержащее цепь отрицательной обратной свя-, зи, генератор напряжения, усилитель, четырехэлектродный преобразователь с токозадающими и двумя измерительными электродами, цепь термокоррекции.

3а счет введения в устройство электрической схемы измерения разностного сигнала достигается лишь линеаризация преобразовательной характеристики 26 и на основе этого несколько повышается точность измерения. Однако наличие солей в техническом растворе и колебание их состава не позволяют пoлу чать высОкую тОчность измерения, особенно при малых концентрациях.

Нз известных устройств для измерения концентрации веществ в жидкости по электропроводности растворов наиболее близким по технической сущносЗО ти ЯBJIRFатся прибОр р сОДержащий че тырехэлектродный датчик, трубопровод, цепь термокомпенсации сОстОя1я ю из моста переменного тока с термометро : сопротивления в плече моста, усилитель, ди11Аеренциальный усилитель, блок EIHTEJEIHH, измерительный прибор (4).

Недостатком устройства является невысокая точность измерения, обусловленная, ао-первых, отсутствием термокомпенсации на широкий диапазон 40 значений влияющих температур, вовторых, ручным вводом поправки на

,олевой состав примесей растворителя, что не допустимо при контроле быстро протекающих процессов. 45

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерения концентрации растворов, а также рас111ирение диапазона влияющих температур у Hсследуемых жидкостей. 50

Поставленная цель достигается тем, <то а концентратомер введены ем1<ость с растворителем и емкость с исследуемым раствором, тройник с электромагнитными клапанами, причем адин вход тройника через электромагнитный клапан подключен к емкости с растворителем, другой — к емкости с исследуемым раствором, а выход тройника — к датчику; трубопровод, соединяющий выход тройника с входом дат- ф) чика, снабжен нагревателем, который соединен с регулятором и задатчиком температуры," на выходе усилителя включена последовательная цепь, содержащая двухпозиционный переключатель и запоминающее устрой"T-ао, оба выхода управляемого переключателя соединены с входом ди

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемОго кОнцентратомера.

Он работает следующим образом.

На управляемый тройник 1 попеременно через управляемые блоком управления 2 электромагнитные клапаны

3 и 4 их емкостей 5 и б подают соответственно растворитель и исследуемый раствор на его основе. B случае измерения электрОпровОднОсти растворителя клапан 3 открыт, клапан 4 закрыт, растворитель самотеком из емкости 5 поступает через тройни1< 1 c нHа Iг рpеeвHа тTеe.л.еeм M7 в четырехэлектродный датчик 8, а с выхода датчика на слив. Нагрев растворителя контролируется датчиком температуры 9 Оегглятора температурь1 10 с задатчиком 11, который регулирует ток 3 а цепи нагревателя 7 пропорционально разности между заданной температурой Q IgJE.H фактической температурой Я „.„ Измеряемой жидкости HB. выходе нагpeIателя.

"Н 1 ЗЛД„+AK1 )

При достижении равенства температур 8>.= < А, что соответствует 3.Д = 0, регулятор емпературы "0 подает сигнал в блок управления 2, который включает блок питания 12 токовых электродов четырехэлектродного датчика 8,.включает регулятор 10, подготавливает цепь управления переключателем 13. Сигнал с измер: тельных электродов <етырехэлектродного датчика 8 поступает на вход преобразователя "сопротивление-электрическое напряжение" 14. Этот сигнал корректируется термокомпенсационной цепью„ состоящей из датчика температуры Я@, расположенного в корпуса четырехэлектродного датчика второго преобразователя "сопротивление-электрическое напряжение" 15. Скорректированный сигнал 40=0„.. 01, усиливается усилителем 1б, с выхода которого он через управляемый переключатель 13 подается на запоминающее устройство 17, где и запоминается. В следующем такте измерения блок управления 2 выключает клапан 3, отключает блок питания 12 и переводит переключатель

13 в нижнее положение. Схема готова к измерению электропроводности исследуемого раствора, для чего блок управления 2 включает кла-.,ан 4 и процесс измерения повторяется лишь с той разницей„ что скорректированный сигнал ьО = О„ -11< с выхода усилителя 16 через второе положение переключателя 13 подается непосредственно на второй вход дифференциаль775682 ного усилителя 18. Если учесть, что в первом входе последнего уже имеется сигнал от запоминающего устройства 17, то на выходе дифференциального усилителя 18 появляется усиленное напряжение и „=к (ао-ли ) =к (6 -6 ) =к„с, 3 1 1 4 где g,щ K — коэффициенты пропорциональности;

6, ᄠ— электропроводности соответственно растворителя и исследуемого раствора, С вЂ” концентрация раствора.

Полученное напряжение пропорционально концентрации раствора C и фиксируется вторичным прибором 19.

Устройство позволяет получать разностный сигнал на выходе прибора, пропорциональный концентрации растворенного вещества и свободный от погрешностей измерения, вызванных колебаниями коэффициентов передач и чувствительности преобразующих звеньев, уходом параметров схемы от номинала, вызванным старением элементов схемы, колебаниями солевого состава примесей растворителя.

Формула изобретения

Кондуктометрический концентратомер, содержащий четырехэлектродный датчик электропроводности, трубопровод, по которому поступает исследуемая жидкость, цепь термокомпенсации, состоящую из моста переменного тока с термометром сопротивления в плече моста, усилитель, дифференциальный усилитель, блок питания, измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в концентратомер введены емкость с растворителем и емкость с исследуемым раствором, тройник с электромагнитными клапанами, причем один вход тройника через электромагнитный клапан подключен к емкости с растворителем, другой — к емкости с исследуемым раствором, а выход тройника — к датчику; трубопровод, соединяющий выход тройника с выходом датчика, снабжен нагревателем, который соединен с регулято1 5 ром и задатчиком температуры; на выходе усилителя включена последовательная цепь, содержащая двухпозиционный переключатель и запоминающее устройство, оба выхода управля;ф емого переключателя соединены с входом дифференциального усилителя через запоминающее устройство.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химического производства. М., "Машиностроение", 1966, с. 380-382, рис. 261.

2. Авторское свидетельство СССР

9 161954, кл. G 01 N 27/04, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

У 545934, кл. G 01 и 27/22, 1973.

4. Авторское. свидетельство СССР

Р 97405, кл. G 01 и 27/02, 1950 (прототип).

775682

Составитель М. Кривенко

Техред Н.Барадулина Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Коляда

Филиал ППП "Патент", r.Óæãopîä, ул. Проектная, 4

Закаэ 7736/60 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

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