Устройство для контроля концентрации компонентов в многокомпонентных растворах

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 30 ИУ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт, свидетель 6-2 явлено 16,Ч.1966 ( 107689 МПК 6 011 т 5/00 присоединением заявки1365950/18-10 елам мите ПриоритетОпубликовано 21,1 Ч,1971, Бю зобретеиии и открытипри Сввете МииистровСССР етень1 08.Х.1971К 681.121;534,8 (088,8) ата опубликования описания Авторызоб ретени, А. Авербух, Г. И. Биргер, Н. И. Бражникови Б, М. СтернбергСпециальное конструкторское бюро Цветм. П. Михай ая вите том ати УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯКОМПОНЕНТОВ В МНОГОКОМПОН НЦЕНТРАЦИИТНЫХ РАСТВОР Изобретение относится к области автоматического измерения состава вещества в производственных условиях и может быть, в частности, применено при анализе алюминатных растворов глиноземного производства,Известные устройства для аналогичных целей, содержащие датчики плотности и электропроводности, требуют измерения плотности с очень высокой точностью и применения специальных пробоотборников, причем в них используются контактные датчики. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено измерителем скорости ультразвуковых колебаний с камерами, устанавливаемыми снаружи технологического трубопровода, выходной каскад которого соединен со счетно-решающим блоком, а трансформаторный блок измерителя электропроводности помещен внутрь технологического трубопровода и центральная трубка из диэлектрика соединена герметично с кожухом гибкими манжетами, армированными в местах уплотнения кольцевыми пружинами, работ ающи м и н а сж атие.Указанные отличия позволяют повысить точность контроля концентрации компонентов в многокомпонентных растворах и производить измерения непосредственно в технологическом трубопроводе. На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - конструкция трансформаторного блока,Измеритель скорости ультразвука выполненпо импульсной схеме. Акустические преобразователи расположены в горизонтальной плоскости на наружной поверхности технологического трубопровода, Конструкция акустического преобразователя позволяет устанавли вать его на трубопроводах любых диаметров.Генератор 1 вырабатывает короткие импульсы электрического напряжения со стабильной частотой следования, которые одновременно подаются на акустический преобра зователь (датчик) 2, установленный непосредственно на трубопроводе с контролируемым раствором, и на эталонную линию задержки 3 любого типа.Акустический преобразователь 2 состоит из 20 двух жидкостных акустических камер с керамическими пьезоэлементами, установленных на наружной поверхности трубопровода. Ввод ультразвуковых колебаний в контролируемый раствор и вывод колебаний из него осуществ ляются через фторопластовые мембраны, запресованные в стенки трубопровода и обработанные заподлицо с его внутренней поверхностью.Эталонная линия задержки 3 задерживает З 0 импульсы генератора 1 на время, равное вре301557 ра, следовательно напряжение на вторичноиобмотке измерительного трансформатора 14, 40 45 50 55 60 65 3мени прохождения ультразвуковых колебаний в акустическом преобразователе, при скорости ультразвука, соответствующей началу требуемого диапазона измерений.Принятый электрический сигнал с акустического преобразователя 1 и сигнал с выхода линии задержки 3 подаются на соответствующие усилители 4 и 5, а затем на формирователи импульсов б и 7 и на триггер 8, образуя последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна разности времен прохождения сигналов в линии задержки 3 и акустическом преобразователе 2 и, следовательно, пропорциональна изменению скорости ультразвука в контролируемом растворе. Импульсы триггера 8 поступают на вход выходного каскада 9, где они ограничиваются по амплитуде и с помощью интегрирующей цепи преобразуются в напряжения постоянного тока, пропорциональное длительности импульсов триггера 8, и, следовательно, изменению скорости ультразвука в контролируемом растворе.Измерение удельной электропроводности осуществляется измерителем электропровод- ности с трансформаторным блоком 10 погружного типа. Генератор 11 непрерывных колебаний повышенной частоты, например 4 кги, питает первичную обмотку трансформатора питания 12 блока 10, Вторичной обмоткой этого трансформатора служит жидкостной виток 13, образованный контролируемой средой. Этот жидкостной виток охватывает также измерительный трансформатор 14 блока 10 и служит его первичной обмоткой. При постоянном напряжении питания сила тока в жидкостном витке 13 прямо пропорциональна электропроводности контролируемого раство- о пропорциональное ампервиткам жидкостного контура, также пропорционально измеряемой электропроводности. Напряжение со вторичной обмотки измерительного трансформатора 14 поступает на измерительный преобразователь 15, на выходе которого вырабатывается напряжение постоянного тока, подаваемое навход счетно-решающего блока 1 б. Напряжения с выхода счетно-решающегоблока 1 б, пропорциональные концентрациям двух компонентов контролируемого раствора, подаются на регистрирующий прибор 17,Для обеспечения требуемой точности измерения, работоспособности и эксплуатационной надежности конструкция погружного трансформаторного блока 10 измерителя электропроводности должна удовлетворять ряду частично противоречивых требований. Вся конструкция в целом должна быть достаточно прочной и жесткой в условиях высокого давления и агрессивной среды в трубопроводе при повышенной температуре. Вместе с тем дентральная трубка, геометрические размеры которой определяют омическое сопротивление жидкостного витка, должна быть выполнена 5 10 15 20 25 30 35 из неэлектропроводного, но достаточно жесткого материала и иметь гладкую несмачивае. мую поверхность во избежание зарастания. Наряду с желательностью обеспечения раз борности конструкции блока 10 должна быть обеспечена надежная герметизация внутрен. ней полости блока 10 в течение по меньшей мере нескольких месяцев.Для обеспечения всех этих требований предлагается разборная конструкция блока 10, составные части которой выполнены из различных материалов. Корпус 18 блока 10 выполнен из нержавеющей стали, Внутри корпуса расположены два тороидальных трансформатора питания 12 и измеритель ный 14. Центральная трубка 19 блока 10 вы полнена из фторопласта и имеет гладкую внутреннюю поверхность, Несмачиваемость фторопласта предохраняет трубку от зараста ния.Уплотнение блока 10 осуществляется двумя одинаковыми манжетами 20 из резины, стой. кой в условиях контролируемой среды, например, из теплостойкой и щелочестойкой резины марки ИРПдля алюминатных ра. створов. С целью обеспечения достаточного уплотняющего усилия, особенно при уменьше нии упругости резины вследствие ее старения при высокой температуре, в местах уплотнения (по поверхностям корпуса и трубки) ман жеты армированы плоскими пружинами, скрепленными в кольцо 21, навитыми из стальной проволоки. Такое уплотнение обес. печивает надежную герметичность блока в течение длительного периода времени (по экспериментальным данным до одного года) в широком диапазоне изменений давления и. температуры контролируемой среды; минимальные габариты трансформаторного блока; разборность конструкции, в частности возможность легкой замены центральной трубки и резиновых манжет.Защита электрических выводов осуществ: ляется трубкой 22 из нержавеющей стали, приваренной к корпусу нержавеющим элект. родом. Предмет изобретения Устройство аля контроля концентрации компонентов в многокомпонентных растворах содержащее счетно-решающий блок и изме. ритель электропроводности с центральной: трубкой и кожухом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и измерения непосредственно в технологическом трубопро. воде, оно снабжено измерителем скорости ультразвуковых колебаний с камерами, уста. навливаемыми снаружи технологического трубопровода, выходной каскад которого соединен со счетно-решающим блоком, а трансформаторный блок измерителя электропроводности помещен внутрь технологического трубопровода и центральная трубка из диэлектри.301557 Гельденберг Составитель И. М.Хейфиц Техред Т. П, КурилкоКорректор Л. А, Царькова акто аказ 2646/11 Изд.1059 Тираж 473 Подписи о ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5пография, пр. Сапунова, 2 ка соединена герметично с кожухом гибкими манжетами, армированными в местах уплотнения кольцевыми пружинами, работающимина сжатие.