SU1497550A1 - Устройство контрол состава многокомпонентных растворов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  концентрации жидких или газообразных смесей. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор качающейс  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 задани  температуры. Цель изобретени  достигаетс  за счет увеличени  числа измер емых параметров при фиксированных значени х температуры. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измери- . тельной технике и может испс льзовать- с  дл  измерени  концентрации жидких или газообразных смесей.

Целью изоб15етени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 качающийс  частоты (ГКЧ) , разветви- тель (Р) 2, два канала: эталонный и измерительный - выделени  сигналов изменени  диэлектрической проницаемости (й6) и тангенса угла диэлектрических потерь (utgо),включающие собственно резонансные измерительные (ид) 3 и эталонный (ЭД) 4 датчики , электронный термометр 5, термостат 6, детекторы (д) 7 и 8, элек - тронные ключи (ЭК) 9 и 10, предуси- лители (ПУ) 11 и 12, каскады нелинейного усилени  (КНУ) 13 и 14, триггер (Тг) 15, измеритель 16 временных интервалов (ИВИ), дифференциаторы (ДЦ) 17 и 18, каскады 19 и 20 нелинейного усилени  (КНУ}, триггер (Тг) 21, измеритель 22 временных интервалов, триггеры 23-25, измеритель 26 временных интервалов, электронный термометр 27, схему 28 сравнени  (схему установки 29 температуры (СУТ) контролируемой -жидкости , триггер (Тг) 30, нагреватель 31 контролируемой жидкости, одновиб- ргтор (ОБ) 32, электромагнитный кла-. пан 33, логическую схему (ЛС) 34, ;одновибратор (ОВ) 35 аи ал о го-цифр от4 QD k| СЛ СП

3149

ввде преобразователи (АЦП) 36 и 37, микропроцессор (МП) 38 с индикатором 3, Эталонный датчик 4 размещен в термостате 6,

Устройство работает следунщим образом .

Сигнал С ГКЧ 1 через Р2 поступает в резонансные датчики 3 и 4, снабженные трубчатыми диэлектрическими вставками, (не показано). Трубчата  вставка ЭД 4 заполнена эталонной жидкостью и вс  конструкци  размещена в термостате 6, так что эталонна  ж|1дкость в процессе измерений поддер- жйваетс  при посто нной температуре, Цэубчата  вставка ИД 3 через электро- м гнитный клапан 33 св зана с трубо- п|роводом контролируемой жидкости ИД 3: С клапаном 33, нагревателем 31 и т1ермометром 27 также образуют единый &|еханический узел.

Высокочастотные сигналы с датчиков поступают на детекторы 7 и 8, на вЬ1ходе которых формируютс  сигналы в виде резонансных импульсов, причем в еменно.е -положение максимумов этих и|мпульсов пропорционально диэлектри- ч|еской проницаемости 5 соответствую- щ|ей жидкости , а их ширина-тангенсу диэлектрических -потерь tgS . Ре- : З;онансные импульсы черйз ЭК 9 и 10 Поступают на ПУ 11 и 12, работающие Е| режиме линейных .усилителей, С вы- 11У сигналы поступают на КНУ 13 и| J4 и ДЦ 17 и 18. В КНУ каждый из Сигналов усиливаетс  и искажаетс , , - liaK, чтобы обеспечить более четкое i- йыделение точки максимума, что особенно важно дл  широких импульсов, характерных дл -веществ с большим уровнем диэлектрических потерь. Выходными сигналами КНУ 13 и 14 запускаетс  Тг 15, на выхсОз,е которого формируетс  импульс, длительность которого пропорциональна i . изменению диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости относительно эталонной,

В ДЦ 17 и 18 резонансные импульсы дифференцируютс  так, что на выходе каждого из них формируетс  пара раз- иопол рных импульсов, максимумы которых соответствуют уровню 0,5 максимума резонансного импульса. Каждый из этих импульсов усиливаетс  своим КНУ 19, 20 и 23, 24 и поступает соответственно на выходы Тг 21 и 25, Таким образом на выходе каждого из Тг 21

0

5

с

Q 5

5

0

5

0

5

0

и 25 формируютс  импульсы, длительности которых соответствуют ширине резонансных импульсов ИД 3 и ЭД 4 и которые пропорциональны тангенсу угла диэлектрических потерь tg5 соответственно контролируемой и эта- лонной жидкостей.

Блок регулировки температуры и управлени  работает следующим образом. В СУТ 29 предусмотрен ступенчатый набор сигналов, соответствующий уровн м сигналов с выхода электронного термометра 27, измен ющего температуру контролируемой жидкости , причем-дл  удобства работы целесообразно, чтобы набор сигналов отвечал наборам температур, превышагацих температуру эталонной жидкости. Сигналы с СУТ 29 и термометра 27 сравниваютс  в СС 28, После включени  сигналы с выхода СУТ 29 поступают на СС 28 и Тг 30, На выходе СС 28 формируетс  резонансный сигнал, который запускает Тг 30, а последний включает нагреватель 31, Температура контролируемой жидкости повышаетс , что приводит к увеличению сигнала с термометра 27 и уменьшению сигнал, с выхода СС 28, При совпадении сигналов на выходах СС 28 на ее выходе по вл етс  нулевой сигнал , который мен ет состо ние Тг 30 и нагреватель 31 отключаетс . Одновременно нуль с выхода СС 28 посту- пает на один из информационных входов ЛС 34, на другом информационном входе которой посто нно присутствует сигнал с выхода электронного термометра 5 эталонной жидкости. При по влении нул  выхода СС 28 и соответ- ствующем входе 34 на выходе. 34 фор-. мируетс  частота , котора  разрешает работу МП 38 на прием информации. Единица с выхода ЛС 34 запускает ОБ 35, который формирует импульс дли- тельностью, необходимой дл  работы- Ml 38 на прием информации. Наличие импульса на Н)1ходе ОВ 35 поддерживает СУТ 29 в неизменном состо нии. Задним фронтом этого импульса СУТ 29 переводитс  на новый потенциальный уровень . На выходе СС 28 по вл етс  сигнал , запирающий ЛС 34, что эквивалентно по влению нул  на ее выходе и запрещению работы МП 38, Цикл повтор етс . После отработки всех температур задним фронтом очередного импуль- са с ОВ 35 СУТ 29 переводитс : .в ист ходное состо ние, что эквивалентно

по влению на ее выходе отрицательног импульса. Отрицательным сигналом с выхода СУТ 29 Тг 30 поддерживаетс  в исходном состо нии и не вгслючает нагреватель 31, но запускает ОБ 32, который включает клапан 33 на прокачку жидкости. Импульс с выхода ОБ 32 поступает на управл ющий вход ЛС 34, поддержива  ее в исходном сое- то нии, и на МП 38, разреша  обработку накопленной информации. Длительность импульса ОБ 32 должна обеспечить обработку информации в МП 38 и восстановление исходной температуры

новой порции контролируемой ЖИДKJЭCти . После завершени  этого цикла ра- боты на Информационных входах ЛС 34 окажутс  сигналы, готовые из;менить ее состо ние так, что окончание им- пульса на выходе ОБ 32 приведет к срабатыванию ЛС 34 на начальном уровне температуры и переводу МП 38 в режим накоплени  информации.

Блок индикации работает следуюпщм образом. На выходы МП 38 поступают с АЦП 36 и 37 сигналы о температурах эталонной и контролируемой жидкостей , а с ИВИ 16, 22 и 26 сигналы о длительност х импульсов с выходов со- ответствукщих измерительных триггеров Обработка сигналов осуществл етс  по

записанной в МП 38 программе, котора  должна также содержать сведени 

о периоде Т качани  частоты ГКЧ 1: величины f и tgо эталонной жидкости и градуировочные кривые Программа предусматривает путем сравнени  длительности импульса с выхода,Тг 15 с периодом Т определение знака Л , а

с соответствующей градуировочной квивой - величины U , а таюке путем Сравнени  длительностей импульсов с выходов Тг 21, 25. и их разности с соответствующей градуировочной кри-- вой определеше величины utgo, С этой целью схема градуируетс  вручную по эталонным жидкост м путем многократного запуска СУТ 29 на посто нной температуре. При этом в ЭД 4 состав жидкости мен етс . Таким образом, если в качестве одной из,эталонных жидкостей в ИД 3 выбрать исходную эталонную жидкость ЭД 4-, могут быть учтены систематические погрешности, св занные с конструкцией датчиков. Обработка результатов градуировочных измерений осуществл етс  также программно . После определени  значений

Claims (1)

1. й и tg ( дл  каждой из температур по соответствующим формулам осуществл етс  пересчет к концентраци м компонентов -контролируемой жидкости и при необходимости расчет других ее физических параметров. После каждого цикла обработки информаци  о рассчитанных величинах поступает на индикатор 39, Формула изобретени 

   Устройство контрол  состава многокомпонентных растворов, содержащее трубопровод прокачки контролируемой жидкости с электромагнитным клапаном генератор качающейс  частоты, развет витель, два измерительных канала - рабочий и эталонный, каждый из кото- рых-содержит последовательно соединенные резонансный измеритель, детектор , предусилитель, нелинейный усилитель, дифференциатор, два нелинейных усилител , триггер, а также триггер и индикатор, причем триггер соединен входами с выходом первого нелинейного усилител  каждого измерительного канала, блок индикации,

   отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, оно включает два электронных термометра, нагреватель контролируемой жидкости, дополнительный триггер и управл нщий одно- вибратор, схему установки температуры контролируемой жидкости, схему сравнени  и логическую схему с одновиб- ратором, аналого-цифровые преобразователи , измерители временных интервалов , причем входы схемы сравнени  соединены с электронным термометром контролируемой жидкости и выходом схемы установки температуры, -а ее первый выход - с одним из информаци- онных входов логической схемы, другой информационный вход которой подключен к электронному термометру эталонной жидкости, входы дополнительного триггера соединены с выходами схем сравнени  и установки темпеатуры , а его выход - с нагревателем, вход управл ющего одновибратора соединен с выходом схеьы ус гановки температуры, а выходы подключены сответственно к электромагнитному клаану и управл ющему входу логической хеМ), один из выходов которой св зан входом одновибратора, выход котороо соединен с входом схемы установ1си

   температуры, канш1Ы выделени  сит на- лов содержат электронные ключи, каждый из которых включен между выходом детектора и входом предусилител  и соединен с выходом логической схемь, блок индикации содержит микропроцессор , соединенный с выходом логической схемы, через аналого-цифровые преобразователи - с электронными териомет- paNtti, а через измерители временных интервалов - с .триггерами измерительных каналов.