Устройство для регулирования концентрации ионов водорода

1462271 Изобретение относится к Регулиро.ванию концентрации ионов водорода врастворах и может быть использованопреимущественно для регулированиявеличины кислотности электролита вгальванических ваннах технологического оборудования.Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства. 10На фиг.1 изображена блок-схемаустройства, на фиг.2 - структурнаясхема блока управления.Устройство для регулирования концентрации ионов водорода содержит 15ванну 1 с электролитом, блок 2 уп-,равления, датчик 3 кислотности с помещенными в него чувствительнымиэлементами: рабочим и вспомогательным электродами (на фиг.1 не показаны), всасывающую трубу 4 электролита, всасывающую трубу 5 промывного раствора, ванну 6 с промывнымраствором, распределитель 7 потока,сифон 8 слива электролита, эжектор9, всасывающую трубу 10 эжектора,нагнетающую трубу 11, всасывающую1 трубу 12 датчика 3 кислотности,электромагнитный клапан 13, блок 14подачи корректирующего раствора, 30трубопровод 15 подачи сжатого возду"ха.Блок 14 подачи корректирующегораствора содержит ванну 16 с корРектирующим Раствором, эжектор 17, 35электромагнитный клапан 18,всасывающую трубу 19 и нагнетающую трубу20 эжектора 17, трубу 21 слива корректирующего раствора.Распределитель 7 потока содержит 40два электромагнитных клапана 22 и23, Клапан 22 в обесточенном состоянии закрыт, а клапан 23 - открыт,т.е. ванна 1 с электролитом отключена, а ванна 6 с промывным растворомподключена к датчику 3 кислотности.При подаче напряжения на обмотку" клапанов 22 и 23, ванна 6 с промывнымраствором отключается, а ванна 1 сэлектролитбм подключается к датчику 3 кислотности,Блок 2 управления содержит преобразователь 24 ЭДС чувствительныхэлементов активности ионов водорода,аналого-цифровой преобразователь 25,микроЭВМ 26 и усилители 27, 28, 29,36 М.МикроЭВМ 26 может состоятьиз устройства 30 ввода-вывода,постоянного запоминающего устройства 31, оперативного запоминающего уст-, ройства 32, адресного селектора 33, процессора 34, соединенного шиной управления с устройством 30 ввода- вывода, а шиной адреса - с постоянным запоминаюшим устройством 31 (ПЗУ), оперативным запоминающим устройством 32 (ОЗУ) и через адресный селектор 33 - с устройством 30 ввод- вывод , шиной данных - С ПЗУ 31, ОЗУ 32 и устройством 30 ввода-вывода.В зависимости от состава Рабочего электролита в ванне 1, технологического процесса и закона регулирования кислотности электролита, устройство может содержать один, два или более блоков подачи корректирующих растворов (например блоки 35 Я).При пвчхпозипионном регулировании (больше, меньше) и одном корректирующем растворе, устройство содержит один блок 14 подачи корректирующего раствора.При трехпозиционном регулировании (меньше, норма, больше) и двух корректирующих растворах устройство содержит два блока 14 и 35 подачи корректирующего раствора.Возможна корректировка электролита подачей нескольких корректирующих растворов (блоки 35 К).Перед началом работы устройства емкость 6 заполняют промывным раствором. В качестве промывного раствора, в зависимости от необходимой точности. регулирования, может быть использована водопроводная вода,дистиллированная вода, электролит со стабильным значением РН и т.д. Допол. нительное требование к промывному раствору: неагрессивность по отношению к чувствительным электродам,Датчик 3 кислотности заполняют промывным раствором из ванны 6 (через открытый клапан 23). Трубопровод 15 подключают к магистрали сжатого воздуха.Рассмотрим работу устройства при двухпозиционном регулировании кислот- ности и одном корректирующем растворе.Емкость 16 заполняют корректирующим раствором. В ПЗУ 31 записывается алгоритм работы устройства и постоянные величины; РНр - заданное значение кислотности промывного раствора, РНРН мн- соответст- венно верхнее и нижнее значения преРНи, = РН А РН делов регулирования кислотности элек тролита в ванне 1, ЛРН- допустимое заданное значение погрешности измерения кислотности промывного раствора, Т, - время, необходимое для смены промывной жидкости в датчике 3 кислотности электролитом, отсчитываемое от момента включения клапана 13 до момента установления стабильного значения измерения РН электролита, Т, - время, необходимое для смены электролита в датчике 3 кислотности промывным раствором,отсчитываемое от момента включения распределителя 7 потока до момента установления стабильного значения измерения РН промывного раствора,Временные интервалы Т и Т определяются экспериментально при настройке устройства. По команде "ПУСК" блок 2 управления формирует команду измерения кислотности, Измеренное преобразователем 24 значение кислот- ности промывного раствора РН поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 25, а с его выхода в виде двоичного кода через порт А устройства 30 ввода-вывода и шину данных - в процессор 34.Процессор 34 вычисляет значение ЙРН, равное ВРН = РНР - РН.Если 14 РН 1 ЛРН , то блок 2 управления формирует сигнал 1 Неисправность".Если дрН 1ЛРН , то значение РН с учетом знака заносится в ячейку ОЗУ 32, и блок 2 управления формирует команды включения клапана 13 (Вых.1) и переключения распределителя 7 (Вых.2). Сжатый воздух через включенный клапан 13 и трубу 11 поступает в эжектор 9, где создается . разрежение, и электролит из ванны 1 по трубе 4 через распределитель 7 (открытый клапан 22), по трубе 12 поступает в датчик 3 кислотности и далее, через всасывающую трубу 10 - в эжектор 9, где захватывается воздушной струей и через сифон 8 стекает в ванну 1. В датчике 3 кислот- ности происходит замена промывной жидкости электролитом.По истечении времени Т, когда промывной раствор в датчике 3 кислотности полностью заменяется электролитом, код изморенного значения 4622714кислотности электролита РН черезпорт А поступает в процессор 34,который вычисляет значение где РН - измеренное с учетомпоправки +РН значение 10 концентрации электролита,и сравнивают его с РНЕсли РНрм (РН апцн, то блок 2 управления формирует команду (Вых.З)включения клапана 18 блока 14 подачи корректирующего раствора. Сжатый воздух через открытый клапан 18и через трубу 20 поступает в эжектор17, где создается разрежение. Коррек.тирующий раствор из ванны 16, черезвсасывающую трубу 19, эжектор 17 итрубу 21 слива поступает в ваннус электролитом. Величина РН электролита повышается25 При достижении РНиэм 7 РН блок2 управления снимает команды включения с "Вых.1" и "Вых.2", те. клапан18 и распределитель 7 потока отключаются.З 0 Подача корректирующего раствора изванны 16 прекращается, а.в датчик3 кислотности из ванны 6 с промывнымраствором через трубу 5, клапан 23и трубу 12 поступает промывный раствор, который через всасывающую трубу 10, эжектор 9 и сифон 8 сливаетсяв ванну 1 с электролитом.По истечении времени Т, когдаэлектролит в датчике 3 кислотностиполностью заменяется на промывнойраствор, цикл измерения и регулирования повторяется с момента измерения РН промывного раствора ивычисления ЛРН = РНР - РН.При трехпозиционном регулировании кислотности электролита, приРН(РН включается блок подачикорректирующего раствора, повышающий РН электролита, например блок 14.50При РН ,7 РНвключается другой блок подачи корректирующегораствора, например блок 35, снижающий РН электролита. Необходимый алгоритм функционирования устройствазаписывается в ПЗУ 31 микроЭВМ.При необходимости корректировкиэлектролита двумя или несколькимикорректирующими растворами, блокиподачи корректирующих растворов(,35 М) вклкиаются поочередно или вместе, в зависимости от заданного алгоритма корректировки.Таким образом, в устройстве за счет введения корректировки результата измерения повышается точность регулировки кислотности, а за счет того, что чувствительный элемент Датчика 3 большую часть времени, в 1 О том числе и нерабочее время, находится в промывном растворе, повышается Надежность устройства. Повышение точйости регулирования кислотности обеспечивает снижение расхода корректи рующих растворов, повышение произВодительности оборудования и качества изделий.Формула изобретения 201. Устройство для регулирования концентрации ионов водорода, содержащее сифон, один конец которого погружен в ванну с электролитом, трубопро Вод подачи сжатого воздуха, на котором последовательно установлены кла,пан и эжектор, к выходному отверстию которого подключен другой конец сифона, а всасывающее отверстие соеди вено трубой с выходным отверстием датчика кислотности, выход которого подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен с входом управления клапана, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности и точности устрой.ства, в него введены распределитель ., потока, ванна с промывным раствором, соединенная трубопроводом с одним из 40 Входных отверстий распределителя поТока, другое входное отверстие которого подсоединено трубопроводом к ванне с элект 1 олитом, а выходное соединено трубопроводом с входным отверстием датчика кислотности, одинили несколько параллельно соединенных блоков подачи корректирующихрастворов, входные отверстия которыхподключены трубопроводами к магистрали сжатого воздуха, а выходные -трубопроводами к ванне с электролитом, причем второй, третий .М-йвыходы блока управления соединены со-ответственно с входом управления распределителя потока и соответствующи-ми входами управления блоков подачикорректирующих растворов,2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления состоит из последовательносоединенных преобразователя ЭДС,чувствительных элементов, аналого-цифрового преобразователя, микроЭВМ иусилителей, причем вход преобразователя ЭДС чувствительных элементовподключен к входу, а выходы усилителей - к выходам блока управления,3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок подачи корректирующего раствора состоит из ванны с корректирующим раствором, клапана, входное отверстие которого соединено трубопроводом с входным отверстием блока подачи корректирующего раствора, эжектора,выходное отверстие которого подключено трубопроводом к выходному отверстию блока подачи корректирующего раствора, входное - трубопроводом к выходному отверстию клапана, а всасывающее трубопроводом подключено к ванне с корректирующим раствором, причем вход управления клапана подключен к входу управления блока подачи корректирующего раствора.к ктор И. Заказ 710/ Подпис ноеобретениям и открытиям приРаушская наб., д. 4/5 раж 7 НТ ССС Г Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин арственного комитета и 113035, Москва, ЖЬ В