Устройство для автоматического регулирования процессов титрования Советский патент 1983 года по МПК G01N31/16 G05D21/00 

Изобретение относится к устройствам для определения концентрации вещества и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при титрометрическом анализе состава вещества.

Известно устройство для автоматического титрования, содержащее подкл чённый к датчику измерительный прибор, задатчик порогового сигнала, блок изменения управляющего воздействия, выход которого через реле времени связан с датчиком, и блок определения кривизны кривой титрования, вход которого подключен к измерительному прибору, а выход - к блоку изменения управляющего воздействия 1.

Известно также устройство для высокочастотного титрования, содержа.щее титровальную ячейку, генератор высокой частоты, сравнивающий и рабочий колебательные контуры, автоматический оптимизатор, реле, серводвигатель, сдвиговый регистр, переключатель для выбора положения относит ельно точки эквивалентности характеристической кривой титрования и блок сравнения 2.

Недостатком этих устройств является значительная догрешность при анализе состава высокоэлектризуемых веществ, диэлектрическая проницаемость которых Сильно зависит от концентрации стабилизирующих добавок, что ограничивает область применения этих устройств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического регулирования процессов титрования, содё жащее титровальную ячейку, размещенную между источником света и приемником излучения, блок памяти, блок сравнения сигналов и блок управления выход которого соединен с .исполнительным органом СЗ.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, т.е.. отсутствие возможности анализировать все виды кривых титрования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при сохранении требуемой точности.

Указанная цель достигается тем, что уст;ройство снабжено блоком выбора знака производной, подключенным входом к приемнику излучения, дополнительным блоком сравнения и элементом сдвига уровня напряжения, связанным входом с вбходом блока памяти, при этом выход блока выбора знака производной соединен с одним из входов блока памяти и с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам элемента сдвига уровня напряжения, а выходы блоков сравнения

связаны с входами блока управления, выход которого дополнительно подключен к другому входу блока памяти, кроме того, блок выбора знака производной выполнен в виде подключенных параллельно инвертора и переключателя, выход которого соединен с блоком памяти и первыми входами блоков сравнения.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для автоматического регулирования процессов титрования; на фиг.2 - виды кривых титрования.

Устройство для автоматического регулирования процессов титрования состоит из титровальной ячейки 1,размещенной между источником света 2 и приемником 3, блока 4 выбора знака производной, блоков 5 и 6 сравнения, блока 7 управления, исполнительного органа 8, блока 9 памят-и и элемента 10 сдвига уровня напряжения Блок 4 выбора знака производной выполнен в виде инвертора 11 и переключателя 12.

Устройство работает следующим образом.

Если кривая титрования выпуклая А, то переключатель 12 устанавливается в нижнее по схеме положение, если кривая титрования вогнутая Б, то переключатель 12 устанавливается в верхнее по схеме положение, таким образом на вход блока 9 памяти всегда подается напряжение, изменяющееся по графику А (фиг.2), Величины уровней сдвигали и аи2 (фиг.2) элемента 10 сдвига уровня напряжения выбираются так, чтобы выполнялись условия

1У1,

где (tj-t-,) - период подачи импульсов

из блока 7 управления; у - производная анализируемой кривой титрования. Вид кривой титрования определяется характером химической реакции, пусть с выхода датчика в ходе процесг са поступает напряжение, соответствующее кривой (фиг.2). При включении устройства с выхода приемника 3 поступает напряжение, возрастающее из-за снижения оптической плотности раствора в. титровальной ячейке 1 при приближении к точке эквивалентности. Напряжение поступает на входы блоков 5 и 6 сравнения и блока 9 памяти. По импульсу, поступившему из блока 7 управления, блок 9 памяти запоминает входное напряжение и в момент времени t, а исполнительный орган 8 подает очередную порцию титранта. Напряжение на выходе приемника (датчика) 3 продолжает изменяться из-за протекания химической реакции. Если участок кривой титрования - линейный, то текудее значение напряжения на выходе приемника 3 превышает уровень сдвига Ли и не достигает уровня . ЛlAj (фиг,2). Блок 5 сравнения срабатывает, а блок б сравнения не срабатывает . Оба выходных сигнала блоков 5 и б сравнения поступают в блок 7 управления. В момент времени {.Q блок управления вырабатьшает очередной импульс, который разрешает запись нового значения напряжения Oj в блок 9 памяти и подачу новой порции титранта в титровашьную ячейку 1. Химическая реакция продолжается, а выходное напряжение возрастает, т.е. процесс титрования продолжается. При достижении точки эквивалентности кривая титрования претерпевает излом, при этом на выходах блоков 5 и б сравнения сигналов не будет (или будут, если кривая титрования претерпевает излом :другого вида), при этом на выходе блока 7 управления отсутствуют импульсы, разрешающие запись входного напряжения в блок 9 памяти и подачу титранта исполнительным органом 8 в титровальную ячейку 1, так процесо титрования заканчивается. Если с выхода приемника 3 (датчика) поступает напряжение, соответствующее кривой Б (фиг,2), то переклюй чатель ,12 устанавливается в нижнее по схеме положение и выходное напря жение приемника 3 света (датчика) поступает на вход блока 9 памяти чв рез инвертор 11. Дальнейшая работа устройства аналогична указанной. Применение изобретения позволяет осуществлять анализ состава вещест в при различных видах кривых титрования при относительной погрешности, равной 0,05%.

/.УСТРОЙСТВО-ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУдаРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТИТРОВАНИЯ, содержащее титровальную ячейку, paз 4eщeннyю меяоду источником света и приемником излучения, блок памяти, блок сравнения сигналов и блок упргшлёния, выход которого соединен с исполнительным органом, о т ли ч а ю:Ч е ,е с я тем, что, с целью расширения функциональных .возможностей при сохранении требуемой точности оп- ределения, устройство снабжено бло..ком выбора знака производной, пддклю ченным входом к приемнику излучения, i дополнительным блоком сравнения и элементом сдвига уровня напряжения, связанным входом с вьаходом блока памяти, при этом выход блока выбора знака производной соединен с одним из входов блока памяти и с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам элемента сдвига уровня напряжения, а выходы блоков сравнения связаны с входами блока упрдвления, выход которого дополнительно подключен к другому входу блока памяти.. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем-, что блок выбора ш знака производной выполнен в виде подключенных параллельно инвертора с: и переключателя, выход которого соединен с памяти и первыми входа и блоков сравнения. to со о 4

ii г

Фиъ2