Концентратомер
Изобретение относится к технике аналитического приборостроения и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьшленности при непрерывном измерении концентрации. Цель изобретения - повышение точности концентратомера в широких пределах измерения концентрации и температуры. Концентратомер содержит датчики температуры и плотности, масштабирующие элементы , сумматоры, функциональный преобразователь , блок сравнения, индикатор и задатчики. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. to 4 to О оо
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sg 4 G 05 D 21/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3694953/24-24 (22) 19.,01.84 (46) 30.06.86. Вюл. Р 24 (71) Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Р.А, Нейдорф и В.М. Ребик ,(53) 62-50 (088.8) (56) Глыбин И.П. Автоматические плотномеры.и концентратомеры в пищевой промышленности. 1975, с. 140.
Авторское свидетельство СССР
9 512405, кл. G 01 N 9/36, 1974.
„„80„„1241203 A 1 (54) КОНЦЕНТРАТОМЕР (57) Изобретение относится к технике аналитического приборостроения и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности при непрерывном измерении концентрации. Цель изобретения — повышение точности концентратомера в широких пределах измерения концентрации и температуры. Концентратомер содержит датчики температуры и плотности, масштабирующие элементы, сумматоры, функциональный преобразователь, блок сравнения, индикатор и задатчики. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.Ф 1 241? 03
Изобретение 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. 10
На чертеже изображена функциональная схема концентратомера.
В: состав концентратомера входят датчики 1 и 2 соответственно. температуры и плотности, масштабирующие 15элементы.3-7, сумматоры 8-10, функциональный преобразователь 11, блок
12 сравнения, индикатор 13 и задатчики 14-17.
Выход датчика 1 температуры сое- 20 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- 25 го подключен задатчик 16, а выходы масштабирующих элементов 4 и 6 соединены с входами сумматора 9, к третьему входу которого подключен задат" чик 17. Выходы сумматоров 8 и 9 сое- 30 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
5и6.
Функциональный преобразователь может быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих квадраторов, а выход — к выходу преобразователя.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:
I =а„с+а, t+a, c +a„ t +а-ct+a (1) где, с, t — плотность, концентрация и температура раствора соответственно, а — постоянные коэффициенты.
Правая часть уравнения (1) является уравнением второго порядка, которое может быть представлено в виде:
X +k Y +Uо - j> = 0 (2) Х, Y — новые переменные вместо t и с;
k„, k» U — новые коэффициенты уравнения.
С учетом старых переменных уравнение (2) принимает вид:
1(с"(3 ) 2 (2 4
+IJoA з=0, (3)
I где k„= a„cos p+a k, = a((sin J" a sin+os/+a,cosp / х := с.оз / г = -зз.п,/ oC :- =- г I / (I с(((:= y(( а сов +а аз.п(1 б :- 21 „ а соя(-à sin(. (2(с, Далее для получения уравнения, согласно которому реализуется схема концентратомера, необходймо произвес ти масштабирование величин, входящих в уравнение (3). После масштабирования получаем 50 + з Zc +4 ) +k, 6(, Z)+ <((Z e,+W) + +U0-k -Zр=U) (4) где Z Zc 2о — сигналы, соответствующие значениям температуры, концентрации и плотности, . получаемые с устПринцип построения концентратомера основан на том, что уравнение связи параметров раствора в широком (U+:= а - — (сФ.(и (а, соз)"+а„sing я(и (a„sin(1 a cosf) -= 0,5 arctg (). a((-аз 1241203 ройств измерения плотности и температуры и выхода концентратомера. В зависимости от знаков k„ k, функциональный преобразователь может быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора (знаки одинаковы) или в виде блока умножения (знаки различны). 10 Концентратомер работает следующим образом. На. вход устройства поступают сигналы от датчиков 1 и 2 температуры и плотности. При номинальных значениях этих параметров и концентрации выходной сигнал U сумматора 10 равна U (т.е. условному "нулю концентратомера), что учтено при масштабировании уравнения.В общем случае 2О U=U при любых Zp, Е, Ес, отвечающих уравнению (4), а точнее при любых Zp и Z$ и формируемом устройством значении Ео, являющемся корнем уравнения (4) при постоянных Zp,Zg. Выходной сигнал датчика 1 поступает на входы масштабирующих элементов 3 и 4, выходной сигнал Z элемента 12 сравнения - на входы масштабирующих элементов 5 и б, а вы- о ходной сигнал датчика Z — - 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 проис35 ходит их алгебраическое суммирование и формируется сигнал Х =K Zg+4>Z + + Ксь1 . Аналогично на выходе сумматора 9 формируется сигнал Y =g Zg+c(qZ +a4z. Выходные сигналы сумматоров 8 и 9 поступают на входы функционального преобразователя 11. Выходные сигналы функционального преобразователя (Z), масштабирующего 45 элемента 7 (Ер) и эадатчика 15 (U ) поступают на входы сумматора 10, который формирует сигнал U в соответствии с выражением (4). Этот сигнал поступает навход элемента 12 сравне- 50 ния,на второй вход которого поступает сигнал U задатчика 14.При отличии Ъ от U на входе элемента 12 сравнения появляется сигнал разбаланса. На выходе элемента 12 сигнал Z из- 55 меняется (возрастает или уменьшается в зависимости от знака разбаланса). Изменение сигнала Z происходит до тех пор, пока на выходе элемента 10 не появится сигнал, равный значению U после чего наступает равновесие. Согласно уравнению (4) это значение Z 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 U и U 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 изобретения 1. 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 масштабирующие элементы причем второй вход функционального преобразователя подключен к выходу третьего сумматора, а выход — к первому входу второго сумматора, связанного вторым входом с выходом первого задатчика, а третьим входом — с выходом второго масштабирующего элемента, вход четвертого масштабирующего элемента соединен с выходом блока сравнения и с входом индикатора, а выход — с вторым входом первого сумматора, подключенного третьим входом к выходу второго задатчика, вход пятого масштабирующего элемента соединен с выходом датчика температуры, а выход — с вторым входом третьего сумматора, связанного третьим входом с выходом третьего задатчика, выход четвертого задатчика 1241203 „ r.!! . Р 1! 3 3 ! с- .?! . .. .: —,".::л.г ел.=:3,!;:.тля! ава :; -,,, . >,-: i - y, ь . .:;о;л. е.. оп Л-, Пилипе.-.ко Редактор A. Огар Заказ 3487/42 Т- -.;.-г 1о. i: t .. лс «,»;» » —,," ;; т. оро, .y!,:.!роектная. 4 Производственно-.с .— i:л... . .г с„ .,;;:;,:,:::т-; —,-,,л; .е, подключен к второму Dû>äó. блока сравнения ° 2. Концентратомер по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что функциональный преобразователь в,нем выполнен в виде двух квадраторов и четвертого сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам co" ответствующих квадраторов, а выход к. выходу преобразователя, причем входы ) Г .-. 3 » ...,,3 ! (квадраторов соединены с соответствующими входами преобразователя, 3. Концентратомер по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что функциональный преобразователь в нем выполнен в виде блока умножения, входы которого подключены к соответствуюшям входам преобразователя, а выход — к выходу преобразователя.
