Устройство контроля состава многокомпонентных растворов

) (1) 527 ОБРЕТЕН И ИДЕТ ТВ О и А е полии Феей сиидких ия концентных смесей. ся для измереили гаэообраэ Целью изоб тся расшижностейема предвре нци ения явля ьных воз м ие ункцио устроиства. На чертеж ри иведена сх ниб ро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СС(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТМНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к иэтельной технике и может быть исзовано для измерения концентрац Изобретение относится к измери -ельной технике и может исп( льз ов ать лагаемого устроиства,Устройство содержит генератор 1 качающийся частоты (ГКЧ), разветвитель (Р) 2, два канала: эталонный и измерительный - выделения сигналов изменения диэлектрической проницаемости ( Ь с,) и тангенса угла диэлектрических потерь (ЬСд 8),включающие собственно резонансные измерительные (ИД) 3 и этапонный (ЭД) 4 датчи - ки, электронный термометр 5, терможидких или газообразных смесей. Цельизобретения - расширение функциональных воз можно стей у строй ства, Устрсйство содержит генератор качающейся частоты, разветвитель, два измерительных канала: рабочий и эталонный,каждый из которых содержит резонансный измеритель, детектор, усилители,дифференциатор, триггер, кроме того,устройство содержит измерители временных интервалов, одновибраторы, логическую схему, микропроцессор, нагреватель, схему задания температуры,Цель изобретения достигается за счетувеличения числа измеряемых параметров при фиксированных значениях температуры, 1 ил,стат 6, детекторы (Д) 7 и 8, эле тронные ключи (ЭК) 9 и 10, преду лители ( ПУ) 11 и 12, каскады нел нейного усиления (КНУ) 13 и 14 триггер (Тг) 15, измеритель 16 менных интервалов (ИВИ), диффере аторы (ДЦ) 17 и 8, каскады.19 20 нелинейного усиления (КНУ), т гер (Тг) 21, измеритель 22 врем ных интервалов, триггеры 23-25, меритель 26 временных интервалов электронный термометр 27, схему сравнения ( схему установки 29 те пературы (СУТ) контролируемой жи кости, триггер (Тг) 30, нагрева 31 контролируемой жидкости, одно ректор (ОВ) 32, электромагнитный пан 33, логическую схему (ЛС) 34 ,одновибратор (ОВ) 35 аналого-ци3 149 7550вые преобразователи (АЦП) 36 и 37,микропроцессор (МП) 38 с индикатором39, Эталонный датчик 4 размещен втермостате 6,5Устройство работает следующим образом,Сигнал С ГКЧ 1 через Р 2 поступаетв резонансные датчики 3 и 4, снабженные трубчатыми диэлектрическими 10вставками (не показано). Трубчатаявставка ЭД 4 заполнена эталонной жидкостью и вся конструкция размещенав термостате 6, так что эталоннаяжИдкость в процессе измерений поддержвается при постоянной температуре,Тубчатая вставка ИД 3 через электромагнитный клапан 33 связана с трубопроводом контролируемой жидкости ИД3 с клапаном 33, нагревателем 31 и 20термометром 27 также образуют единыймеханический узел.Высокочастотные сигналы с датчи-.ков поступают на детекторы 7 и 8, навыходе которых формируются сигналы ввиде резонансных импульсов, причемвременное положение максимумов этихимпульсов пропорционально диэлектрической проницаемости Е соответствующей жидкости, а их ширина-тангенсу 30угла диэлектрических потерь 1 д 8, Ре".зонансные импульсы через ЭК 9 и 10поступают на ПУ 11 и 12, работающиен режиме линейных, усилителей, С вы"1 ода ПУ сигналы поступают на КНУ 1314 и ДЦ 17 и 18, В КНУ каждый изсигналов усиливается и искажается1 ак чтобы обеспечить более четкоевыделение точки максимума, что особенно важно для широких импульсов, ,49характерных для веществ с большимуровнем диэлектрических потерь, Выходными сигналами КНУ 13 и 14 запускается Тг 15, на выхсде которогоформируется импульс, длительность 45которого пропорциональна Ьизменейию диэлектрической проницаемостиконтролируемой жидкости относительноэталонной,В ДЦ 17 и 18 резонансные импульсыдифференцируются так, что на выходекаждого из них формируется пара раэиополярных импульсов, максимуж которых соответствуют уровню 0,5 максимума резонансного импульса. Каждый изэтих импульсов усиливается своим КНУ19, 20 и 23, 24 и поступает соответственно на выходы Тг 21 и 25. Такимобразом на выходе каждого из Тг 21 4и 25 формируются импульсыдлительности которых соответствуют ширинерезонансных импульсов ИД 3 и ЭД 4 икоторые пропорционапью тангенсуугла диэлектрических потерь 1 ц 8 соответственно контролируемой и эталонной жидкостей,Блок регулировки температуры и управления работает следующим образом,В СУТ 29 предусмотрен ступенчатый набор сигналов соответствующий уровнямсигналов с выхода электронного термометра 27 изменяющего температуруконтролируемой жидкости, причем дляудоб ст ва работы целесообр аз но, чтобы набор сигналов отвечал наборамтемператур, превышающих температуруэталонной жидкости, Сигналы с СУТ 29и термометра 27 сравниваются в СС 28,После включения сигналы с выхода СУТ29 поступают на СС 28 и Тг 30, Навыходе СС 28 формируется резонансныйсигнал, который запускает Тг 30, апоследний включает нагреватель 31.Температура контролируемой жидкостиповышается, что приводит к увеличению сигнала с термсметра 27 и умень"шению сигнала с выхода СС 28, Присовпадении сигналов на выходах СС 28на ее выходе появляется нулевой сигнал, который меняет состояние Тг 30и нагреватель 31 отключается. Одновременно нуль с выхода СС 28 поступает на один из информационных входов ЛС 34, на другом информационномвходе которой постоянно присутствуетсигнал с выхода электронного термометра 5 эталонной жидкости. При появлении нуля выхода СС 28 и соответствующем входе 34 на выходе 34 фор-,мируется частота , которая разрешаетработу МП 38 на прием информаций,Единица с выхода ЛС 34 запускает ОВ35, который формирует импульс длительностью, необходимой для работы .МП 38 на прием информации, Наличиеимпульса на выходе ОВ 35 поддерживаетСУТ 29 в неизменном состоянии, Заднимфронтом этого импульса СУТ 29 переводится на новый потенциальный уровень, На выходе СС 28 появляется сигнал, запирающий ЛС 34, что эквивален"тно появлению нуля на ее выходе изапрещению работы МП 38, Цикл повторяется. После отработки всех темпера"тур задним фронтом очередного импуль-са с ОВ 35 СУТ 29 переводится:,в ис-,ходное состояние, что эквивалентно10 15 25 30 40 45 50 55 5 149появлению на ее выходе отрицательногоимпульса. Отрицательным сигналом свыхода СУТ 29 Тг 30 подцерживаетсяв исходном состоянии и не включаетнагреватель 31, но запускает ОВ 32,который включает клапан 33 на прокачку жидкости. Импульс с выходаОВ 32 поступает на управляющий входЛС 34, поддер жив ая ее в исходном со стоянии, и на МП 38, разрешая обработку накопленной информации, Длительность импульса ОВ 32 должна обеспечить обработку информации в МП 38и восстановление исходной температурыновой порции контролируемой жидкости, После завершения этого цикла работы на информационных входах ЛС 34окажутся сигналы, готовые изменитьее состояние так, что окончание импульса на выходе ОВ 32 приведет ксрабатыванию ЛС 34 на начальном уровне температуры и переводу МП 38 в режим накопления информации,Блок индикации работает следующимобразом, На выходы МП 38 поступаютс АЦП 36 и 37 сигналы о температурахэталонной и контролируемсй жидкостей, а с ИВИ 6, 22 и 26 сигналы одлительностях импульсов с выходов соответствующих измерительных триггеровОбработка сигналов осуществляется позаписанной в МП 38 программе, которая должна также содержать сведенияо периоде Т качания частоты ГКЧ 1:величины Я и 1 д 8 эталонной жидкостии градуировочные кривые, Программапредусматривает путем сравнения длительности импульса с выхода Тг 15 спериодом Т определение знака Ь Г, ас соответствующей градуировочнойкривой - величины Ь Е, а также путемсравнения длительностей импульсов свыходов Тг 21, 25 и их разности ссоответствующей градуировочной кри"вой определение величины б 1 д 3, С этойцелью схема градуируется вручную поэталонным жидкостям путем многократного запуска СУТ 29 на постояннойтемпературе. При этом в ЭД 4 составжидкости меняется, Таким образом,если в качестве одной из эталонныхжидкостей в ИД 3 выбрать исходнуюэталонную жидкость ЭД 4., могут бытьучтены систематические погрешности,связанные с конструкцией датчиков,Обработка результатов градуировочныхизмерений осуществляется также программно, После определения значений 7550 6 Я и С Р для каждой из температурпо соответствующим формулам осуществляется пересчет к концентрациям компонентов контролируемой жидкости ипри необходимости расчет других еефизических параметров, После каждогоцикла обработки информация о рассчитанных величинах поступает на индикатор. 39.Формула из обр етения Устройство контроля состава многокомпонентных растворов, содержащее трубопровод прокачки контролируемой жидкости с электромагнитным клапаном, генератор качающейся частоты, разветвитель, два измерительных канала - рабочий и эталонный, каждый из кото 20рых содержит последовательно соединенные резонансный измеритель, детектор, предусилитель, нелинейный усилитель, дифференциатор, два нелинейных усилителя, триггер, а такжетриггер и индикатор, причем триггерсоединен входами с выходом первогонелинейного усилителя каждого измерительного канала, блок индикации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно включает два электронных термометра, нагреватель контролируемой жидкости, дополнительный триггер и управляющий одновибратор. схему установки температурыконтролируемой жидкости, схему сравнения и логическую схему с одновибратором, аналого-цифровые преобразователи, измерители временных интервалов, причем входы схемы сравнениясоединены с электронным термометромконтролируемой жидкости и выходомсхемы установки температуры, а еепервый выход - с одним из информационных входов логической схемы, другой информационный вход которой подключен к электронному термометру эталонной жидкости, входы дополнительного триггера соединены с выходами схем сравнения и установки температуры, а его выход - с нагревателем,вход управляющего одновибраторасоединен с выходом схеж усТановкитемпературы, а выходы подключены соответственно к электромагнитному. клапану и управляющему входу логическойсхем, один из выходов которой связан с входом одновибратора, выход которого соединен с входом схемы установки149 7550 Составитель В.НемцевЮ,Середа Техред А.Кравчук Корректор М,Васильева дакт Заказ 44 НИИПИ Го Тираж 789 Подписноео комитета по изобретениям и открытиям при Г Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Т СССР арственн 1130Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 температуры, каналы выделения сигна - лов содержат электронные ключи, каждый из которых включен между выходом детектора и входом предусилителя и соединен с выходом логической схемы, блок индикации содержит микропроцессор, соединенный с выходом логической схемы, через аналого-цифровые преобразователи - с электронными термометрами, а через измерители временных интервалов - с .триггерами иэмерительканалов