Концентратомер

(56) Гл номеры промышл Авто У 51240Автом ие плотщевой тическ ывпи 140 тво С 36, 19;В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Новочеркасский ордена Тго Красного Знамени политехнинститут им. Серго Орджоникид(57) Изобретение относится к технике аналитического приборостроения иможет быть использовано в химической,нефтехимической и других отрасляхпромышленности при непрерывном измерении концентрации. Цель изобретения - повышение точности концентратомера в широких пределах измеренияконцентрации и температуры. Концентратомер содержит датчики температурыи плотности, масштабирующие элементы, сумматоры, функциональный преобразователь, блок сравнения, индикатор и задатчики. 2 з,п. ф-лы, 1 ил, .1 1241203Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности при непрерывном измерении концентрации.Цель изобретения - повышение точностй концентратомера в широких пределах измерения концентрации и температуры. 10На чертеже изображена функциональная схема коицентратомера.В: состав концентратомера входят датчики 1 и 2 соответственно температуры и плотности, масштабирующие 15. элементы.3-7, сумматоры 8-10, функциональный преобразователь 11, блок 12 сравнения, индикатор 13 и задатчики 14-17.Выход датчика 1 температуры сое динен с входами масштабирующих элементов 3 и 4, а выход датчика 2 плотности - с элементом 7. Выходы элементов 3 и 5 соединены с входами сумматора 8, к третьему входу которо го подключен задатчик 16, а вьпйды масштабирующих элементов 4 и 6 соединены с входами сумматора 9, к третьему входу которого подключен задат" чик 17. Выходы сумматоров 8 и 9 сое- ЗО динены с входами функционального преобразователя 11, выход которого соединен с первым входом сумматора 10, второй вход которого соединен с задатчиком 15, а третий вход - о выходом элемента 7. Выход сумматора 10 соединен с первым входом блока 12 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 14, а выход - с входами индикатора 13.и элементов 40 5 и 6.Функциональный преобразователь мо-. жет быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих квадраторов, а выход - к выходупреобразователя.Входы квадраторов соединены с соответствующими входами преобразователя.Функциональный преобразователь может быть выполнен также в, виде блока умножения, входы которого подключены к соответствующим входам преобразователя, а выход - к выходу преобразователя. диапазоне изменения последних в общем виде выглядит следующим образом: =а с+а С+а с"+ас( +авс 1+а (1),где , с,- плотность, концентрация и температура раствора соответственно,а - постоянные коэффициенты.Правая часть уравнения (1) является уравнением второго порядка, которое может быть представлено в виде:(2) Х, У - новые переменныевместои с;1 с 1 с У, - новые коэффициентыуравнения.С учетом старых переменных уравнение (2) принимает вид:(21 с,Далее для получения уравнения, 45 согласно которому реализуется схемаконцентратомера, необходймо произвес ти масштабирование величин, входящихв уравнение (3).После масштабирования получаем+00-1 УЕр=у) (4) Принцип построения концентратомера основан на том, что уравнение связи параметров раствора в широком 1 (Пф,:= а- - сФ.(и (а, сов+аяз.п- С.си (аз п -а, соя")ф:= 0,5 агсй 8 ( ).а(, -а,Е , Е , Е( - сигналы, соответствующие значениямтемпературы, концентрации и плотности,ройств измеренияплотности и температуры и выходаконцентратомера.В зависимости от знаков Е и 1, функциональный преобразователь может быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора (знаки одинаковы) или в виде блока умножения (знаки различны). 1 ОКонцентратомер работает следующим образом.На. вход устройства поступают сигналы от датчиков 1 и 2 температуры и плотности. При номинальных значе ниях этих параметров и концентрации выходной сигнал Б сумматора 10 равна Б, (т.е. условному "нулю концентратомера), что учтено при масштабировании уравнения.В общем случае 2 О П=П при любых Ер, 2, Е , отвечаю - щих уравнению (4), а точнее при любых Ер и Ет.и Формируемом устройством значении 2 -, являющемся корнем уравнения (4) при постоянных Ер,2.Выходной сигнал датчика 1 поступает на входы масштабирующих элементов 3 и 4, выходной сигнал Ес элемента 12 сравнения -на входы масштабирующих элементов 5 и б, а вы-о ходной сигнал датчика 2 - на вход масштабирующего элемента 7. Выходные сигналы элементов 3 и 5 и выходной сигнал о(о задатчика 16 поступают на входы сумматора 8, в котором проис 35 ходит их алгебраическое суммирование и формируется сигнал Х =с 2+с 2+ +Ко.Аналогично на выходе сумматора 9 формируется сигнал У =с 2+с(Ей+с(юг.40Выходные сигналы сумматоров 8 и 9 поступают на входы функционадьного преобразователя 11.Выходные сигналы функционального преобразователя (2), масштабирующего 45 элемента 7 (Ер) и эадатчика 15 (П ) поступают на входы сумматора 10, который формирует сигнал У в соответствии с выражением (4). Этот сигнал поступает навход элемента 12 сравне ния,на второй вход которого поступает сигнал П задатчика 14.При отличии Б от О, на входе элемента 12 сравнения появляется сигнал разбаланса.На выходе элемента 12 сигнал Ес, из меняется (возрастает или уменьшается в зависимости от знака разбаланса). Изменение сигнала 2 происходит до тех пор, пока на выходе элемента 10 не появится сигнал, равный значению Б после чего наступает равновесие. Согласно уравнению (4) это значение Е и отражает искомую величину концентрации,Эффект расширения диапазона достигается за счет использовании более точной нелинейной зависимости параметров раствора, а увеличение точности - за счет точности сравнения Б и П блоком сравнения. Указанный эффект позволяет применять концентратомер в технологических процессах, для которых характерен широкий диапазон изменения плотности и температуры и, как следствие, широкий диапазон изменения концентрации.Формула изобретения1. Концентратомер, содержащий индикатор, датчик температуры, выход которого подключен к входу первого масштабирующего элемента, связанного выходом с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом Функционального преобразователя, датчик плотности, выход которого подключен к входу второго масштабирующего элемента, а также задатчики, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью повышения точности концентратомера в широких пределах измерения, он содержит последовательно соединенные второй сумматор, блок сравнения, третий масштабирующий элемент и третий сумматор, а также четвертый и пятый масштабирующиеэлементы причем второй вход функционального преобразователя подключенк выходу третьего сумматора, а выход - к первому входу второго сумма"тора, связанного вторым входом с выходом первого задатчика, а третьим входом - с выходом второго масштабирующего элемента, вход четвертогомасштабирующего элемента соединен с выходом блока сравнения и с входом индикатора, а выход - с вторым входом первого сумматора, подключенного третьим входом к выходу второго задатчика, входпятого масштабирующего элемента соединен с выходом датчика температуры, а выход - с вторым входом третьего сумматора, связанного третьим входом с выходом третьего задатчика, выход четвертого задатчика6-.".л:1 ан а о;гр ор Д., Пилюле."го Редактор Л. Огар Заказ 3487/42 Т. а. :.:и;о от,1;то - ,л:; (1:":1и откоь 1 т 1; оров, ул, .роектная 4 Производственно- .,: л 1. г 1;с;с- - .,;: т-; - ,.-л, с подключен к второму входу блока сравнения,2. Концентратомер по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что функциональный преобразователь в нем выполнен в виде двух кнадраторов и четвертого сумматора, перный и второй входы которого подключены к выходам со" ответствующих квадраторов, а выход к выходу преобразователя,причем входы кнадраторов соединены с соответствующими входами преобразователя,3. Концентратомер по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что функциональный преобразователь в нем выполнен в ниде блока умножения, входы которого подключены к соответствующим входампреобразователя, а выход - к ныходу преобразователя.