Устройство для контроля концентрации пропиточных растворов

(51)5 П 06 В ЕН ЛЬСТВ ватель слеонстнстиН.А. Кобляк Таланов и А 677.811(088 Патент С 1 ЦА01 И 27/02 Л. Калинидовицкая А.Ра)42824871981.кл. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИ(46) 23.01.90. Бюл.3 (71) Центральный научно-исслед ский институт хлопчатобумажной ленности и Ивановский научно-и довательский экспериментальнорукторский машиностроительный тут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОПИТОЧНЬИ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроляконцентрации пропиточных растворови может быть использовано в отделочном производстве текстильной промышленности. Целью изобретения являетсяповышение точности контроля путем снижения температурной погрешности. В блок 8 задания предварительно вводятзначения коэффициентов К К К,граничные значения частот Гиа также значения П, и П напряжения визмерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса.По сигналу с первого выхода блока,7программного управления источник питания 1 (свип-генератор) формируетпоследовательность серий импульсов вдиапазоне частот от Е, до Г. ЭДС,индуцируемая в измерительном контуредатчика 2, усиливается усилителем 3 иподается на схемы 9 и 10 выборки-хранения, содержимое которых сравнивается стробируемым компаратором 11 и пре-образуется в код аналого-цифровымпреобразователем 12. В блоке 5 вычисления концентрации осуцествляется вычисление значения концентрации раст- Свора по результатам измерений и параметрам, предварительно введенным вблок 8 задания. Управление режимамиработы блока 4 обработки информации,блоком 5 вычисления концентрации и .источником питания 1 производитсяблоком 7 программного управления,2 илИзобретение относится к автоматичЕским устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и можт быть использовано в отделочном5 производстве текстильной промышленности.Целью изобретения является повыщеение точности контроля путем снижения температурной погрешности.10На фиг. 1 представлена блок-схема утройства; на фиг. 2 - циклограммы его рработы.Устройство (фиг. 1) содержит источик 1 питания (свип-генератор), бесконтактный кондуктометрический датчик 2 с возбуждающим и измерительными контрами, усилитель 3, блок 4 обработки иформации, блок 5 вычисления концентраций и блок 6 индикации, блок 7 программного управления, блок 8 задания, а также входящие в состав блока 4 обаботки информации схемы 9 и 10 выбор- и-хранения, стробируемый компаратор 11 и аналого-циФровой преобразователь 25 12, Источник 1 питания, датчик 2 и усилитель,3 соединены последовательно.Первый вход схемы 9 выборки-хранения связан с выходом усилителя 3, а выход подключен к первым входам схемы 30 10 выборки-хранения и стробируемого компаратора 11. Первый вход аналогоЦифрового преобразователя 12 соединен с вторым входом стробируемого компаратора 11 и выходом схемы 10 выборки- Хранения, второй вход связан с выходом стробируемого компаратора 11, первый выход подключен к первому входу блока 5 вычисления концентрации, а второй выход подсоединен к первому входу блока 7 программного управления и второму входу блока 5 вычисления концентрации. Первый выход блока 7 программного управления подключен к управляющему входу источника 1 питания, второй и третий выходы связаны с вторыми (управляющими) йходами соответственно схемы 9 и 10 выборки- хранения, четвертый выход подсоединен к третьему (управляющему) входу стробируемого компаратора 11, а пятый и50 шестой выходы подключены соответст- . венно к третьему и четвертому входам блока 5 вычисления концентрации, выход которого соединен с блоком 6 индикации. Выход блока 8 задания подсо единен к второму входу блока 7 программного управления и пятому входу блока 5 вычисления концентрации. Устройство работает следующим образом.Предварительно кондуктометрический датчик 2 поочередно погружается в растворы с номинальной концентрацией с максимально и минимально возможной рабочей температурой. При воздействии в каждом случае на возбуждающий контур кондуктометрического датчика 2 напряжением с изменяющейся частотой определяют в момент наступления резонанса максимальные значения амплитуды напряжения П и Б в измерительном контуре датчика 2 и значение частот 2 и 1 , соответствующие наступлению резонанса.Далее в блок 8 задания предварительно вводят значения информационных 1параметров: коэффициентов Кр, К 1 К а также граничные значения Г и Г частоты, определенные ранее, и значения напряжения Б, и П в измерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса.В начале каждого цикла измерений информация о параметрах (граничных . значениях частоты Г, и Й) вводится в блок 7 программного управления,при этом в последнем устанавливается нижнее граничное значение частоты 1:, = Й и соответствующее ей максимальное значение периода Т; = 1/Г управляющих импульсов (фиг. 2), поступающих на управляющий вход источника 1 питания (свип-генератора), который формирует последовательность из и имгпульсов (где и = 2 , г - предварительно заданное натуральное число) напряжения, поступающего в возбуждающий контур датчика 2.В жидкостном витке, охватывающем датчик 2, возбуждается ток, сила которого пропорциональна электропровод- ности раствора, индуцирующий ЭДС в измерительном контуре датчика 2, которая усиливается усилителем 3 с постоянным коэффициентом усиления до напряжения Б; достаточного для нормальной работы блока 4 обработки информации. Индекс Ц означает 1-й импульс серии ( = 1,2п) при частоте следованияПо прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех импульсов первой серии с периодом Т; = Т= 1/й в блоке 7 программного управления автоматически устанавливается следующее очередное значение периода Т; = Т; - Д Т, где Д Т - шагизменения периода, ЛТ выбирают изусловия бТ = (Т- Т, )/шгдеТм - минимальное значение периода,соответствующего верхней граничной5частоте й, = 1/Т, число уровней шизменения периода Т, выбирается изусловия требуемой точности определения резонансной частоты ЕР, при этом1 х = 1, 2т.После осуществления операции модификации периода через датчик 2 проходит следующая серия из и импульсовтеперь уже частоты й, = 1/Т; и так 15далее, до момента, когда период станет равным Т, = Т(граничное значение), после чего весь цикл повторяется: устанавливается начальное значение периода Т,. = Т= 1/2 и т.д.Таким образом, результатом операции циклического изменения частотынапряжения, приложенного к возбуждающему контуру датчика 2, является изменение частоты в пределах интервала 25граничных частот от 1 = 1/Т ссдоманс1 1/ТминОписанный алгоритм циклического изменения частоты реализуется путем равномерного изменения периода, т,е. ЗОТ;= Т, - ЬТ.Напряжение Б; с выхода усилителя 3поступает на вход блока 4 обработкиинформации, а именно на первый (информационный) вход схемы 9 выборки-хране 35ния, на вход управления которой с фиксированной задержкой по отношению кпереднему фронту импульса (фиг. 2) свторого выхода блока 7 программногоуправления подаются командные импуль- дОсы ЯК с периодом, равным текущему периоду Т = 1/йПод действием стробирующих импульсов МВ. схема 9 выборки-хранения осуществляет выборку (фиксацию мгновенно го значения) напряжения У и ее хране 1ние (запоминание) до момента приходаследующего стробирующего импульса.Постоянная времени интегрированияТ, схемы 9 выборки-хранения выбира Оется из условия Т, ) 3 п Т., чтопозволяет осуществить сглаживаниеамплитуды У, выборочного напряжения1(аналоговое интегрирование) за и импульсов для Т = Т и и,п длямиН 1 55Т; ) Тм. Следовательно, при изменении периода Т за время интегрированияТ, интегрируется неодинаковое числоимпульсов, однако для относительно 1537727 бузкого диапазона частот Г,Г этаразница практически не существенна,если и ) 32.По заднему фронту последнего п-гоимпульса -й серии на третьем и четвертом выходах блока 7 программногоуправления формируется пара стробирующих импульсов И, подаваемых науправляющие (стробирующие) входыстробируемого компаратора 11 и схемы10 выборки-хранения, Первый стробирующий импульс ИК, подаваемый на управляющий вход стробируемого компаратора11, разрешает сравнение напряжений навыходах схем 9 и 10 выборки-хранения(соответственно, текущее среднее 0,. и0; среднее по предыдущей серии импульсов с частотой Г = 1/Т ). Второй импульс Ж, подаваемый с фиксированной задержкой относительно первогона вход управления второй схемы 10 выборки-хранения, разрешает выборкусглаженного значения напряжения 0;с выхода схемы 9 выборки-хранения, обновляя ее содержимое с О;на О;, приэтом ТТИ 1 фЕсли результат сравнения напряжений на стробируемом компараторе 11 отрицательный (т.е. О; - И;,(О), наего выходе появляется сигнал (импульс)"Старт", передаваемый на второй (запускающий) вход аналого-цифровогопреобразователя 12, воспринимаемыйпоследним как сигнал начала аналогоцифрового преобразователя напряженийО; считываемого с выхода схемы 10выборки-хранения через первый (информационный) вход аналого-цифровогопреобразователя 12. По окончании преобразования О з код ЙкМ на1-1 -1 Рвтором выходе аналого-цифрового преобразователя 12 появляется сигнал готовности 1 Ж, поступающий на объединенныепервые вход блока 7 программного управления и второй вход блока 5 вычисления концентрации, инициируя вычисления в последнем.Сигнал, поступающий на первый входблока 7 программного управления, одновременно инициирует генерацию тактовых импульсов из блока 7 программного управления, поступающих с его пятого выхода на третий (тактовый) входблока 5 вычисления концентрации,вследствие чего последний через второй вход осуществляет считываниекода И с первого выхода аналого-цифРрового преобразователя 12, через чет"вертый .вход (информационный) - считывание кода Я(2), соответствующего резонансной частоте 1;, = 1 (с периодом Т = Тр) из блока 7 программного уйравления, а через пятыи вход - счи 35 тывание из блока 8 задания коэффициентов Кфэ Кэ Кэ 01 э г 1,э Уэ гг. Затем производится преобразование соответствующих амплитуде Б и частотев момент резонанса двоичных кодов Ну и М (Ер) и вычисляется текущее значение концентрации С электролита в контролируемом растворе в соответствии с Формулой15где К,КК- постоянные коэффициенты; 20 К / (2, -Кд) - корректирукиций сигнало температуре растворааБ р аБр"Е= а, Б(К;); 25аа - констайты преобразования.По окончании вычислительного про. цесса в блоке 5 вычисления концентраЦии информация выводится в блок б, индикации, где она индицируется до момента окончания следующего цикла измерений.Формула изобретения35Устройство для контроля концентра - ции пропиточных растворов, содержащее последовательно включенные источник питания, бесконтактный кондуктометрический датчик и усилитель, а также блок обработки информации,включающий компаратор, и блок индикации,о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности контроляпутем снижения температурной погрешности, оно снабжено блоком программного управления, блоком задания иблоком вычисления концентрации, блокобработки информации дополнительносодержит схемы выборки-хранения и аналого"цифровой преобразователь, причем первый вход первой схемы выборки-хранения связан с выходом усилителя,.а выход подключен к первым входам второй схемы выборки-хранения и компаратора, первый вход аналого-цифровогопреобразователя и второй вход компаратора объединены и подключены к выходувторой схемы выборки-хранения, второйвход аналого-цифрового преобразователя связан с выходом компаратора, первый выход подключен к первому входублока вычисления концентрации, а второй выход подсоединен к первому входублока программного управления и второму входу блока вычисления концентрации, при этом первый выход блока программного управления подключен к управляющему входу источника питания,второй и третий выходы подсоединены квторым входам соответственно первойи второй схем выборки-хранения, четвертый выход связан со стробирующимвходом компаратора, пятый и шестой выходы подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока вычисления концентрации, причем выходблока задания подсоединен к второмувходу блока программного управленияи пятому входу блока вычисления концентрации, выход которого связан свходом блока индикации.1537727 актор Н. Рогулич Т Корректор С. 1 декмар и ГКНТ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул . Гагарн ЪС о с ФЩ Заказ 147ВНИИПИ Государственного113035,оставитель А. Козл ехред Л.Сврдюкова . Тираж 405 Подписное митета по изобретениям и открытиям сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5