Устройство для измерения электрокинетического потенциала фильтрующих материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике, нредназначено для определения параметров фильтрующих материалов и может быть использовано в области охраны окружающей среды и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет учета дополнительных параметров среды при адаптивной обработке информации в цифровом виде.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит компрессор 1, напорный бак 2,редуктор 3 давления, емкость 4 с раствором электролита, измерительную ячейку 5 с диафрагмой б, фильтрующий материал 7, датчик 8 для измерения потенциала асимметрии и протекания, датчики 9 для измерения удельной электропроводности раствора электролита перед фильтрующим материалом, поверхностной проводимости раствора электролита с учетом фильтрующего материала и. удельной электропроводности фильтрата, датчик 10 перепада давления, блок 11 питания усилитель 12, коммутатор 13 для последовательного переключения датчиков 9, мост 14 переменного тока, усилитель 15, аналого-цифровой преобразователь 16, цифровой код с которого вводится в оперативное запоминающее устройство процессора 17 для реализации выполнения алгоритма по соответствующей программе, цифроаналоговый преобразователь 18 величины электрокинетического потенциала, регистратор-самописец 19, блок 20 ввода програм яого носителя в оперативное запоминающее устройство процессора 17, блок 21 памяти массива расчетных данных для ввода в оперативное запоминающее устройство процессора 17, блок 22 вывода массива рассчитываемых значений электрокинетичесно- го потенциала и значений сопротивления фильтрата на быструю печать, модуль 23 кодового управления блоком сигнализации окончания измерительного процесса и кран 24 для регулирования расхода раствора электролита.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый фильтрующий материал замачивают в электролите и выдерживают в течение нескольких суток для достижения полного равновесия между твердой и жидкой фазами системы. Затем фильтрующий материал деаэрируют путем перемешивания и кипячения в электролите в течение часа. После деаэрации материал загружают в ячейку. Высота слоя 2-3 см.

При загрузке фильтрующего материала в ячейку необходимо следить за тем, чтобы в теле формируемой диафрагмы не скапливались пузырьки воздуха, для этого фильтрующий материал засыпают в раствор электролита с периодическим взвещиванием его в восходящем потоке, после чего закрывают ячейку и производят измерение параметров

в статических условиях. В статических условиях измеряют потенциал асимметрии (), сопротивление раствора электролита перед слоем фильтрующ,его материала (диафрагмой), сопротивление раствора электролита в слое с учетом фильтрующего материала, сопротивление раствора электролита под слоем фильтрующего материала и температуру раствора э.лектролита. Затем определяют постоянные ячейки С,, С, и С,,, после чего с помощью устройств 20 и 21 вводят в оперативное запоминающее устройство процессора 17 постоянные ячейки С., Сз и Q, вязкость раствора электролита TI при данной температуре /, диэлектрическую постоянную

5 раствора D при данной температуре и постоянный множитель 4 П.

В оперативное запоминающее устройство вводят также временной интервал и время опроса всех датчиков и масщтабные коэффициенты датчиков для измерения потенциа0 ла протекания 8, давления 10 и сопротивление раствора электролита 9 над слоем, в Слое и после слоя фильтрующего материала. Интервал и время опроса датчиков задают исходя из условий проведения измерений.

5 Затем включают компрессор 1, задают давление с помощью редуктора 3 давления, открывают кран 24 и с помощью блока коммутации, входящего в аналого-цифровой преобразователь 16, и коммутатора 13, производят последовательный опрос аналоговых

0 датчиков.

После получения истинных значений измеряемых параметров в г-м опросе в процессоре 17 осуществляется автоматическое вычисление электрокинетического потенциала течения ,, значение которого с помощью

5 цифроаналогового преобразователя 18 преобразуется из цифрового кода в а}1алоговый сигнал, поступающий на быстродействующий самописец.

При каждом опросе датчиков осуществляется сравнение электрического сопротивления раствора электролита перед загрузкой R-cf с электрическим сопротивлением фильтрата . При условии равенства указанных сопротивлений расчет автоматически прекращается. При несоблюдении данного

5 условия расчет продолжается.

Значения электрокинетического потенциала g; и электрического сопротивления Rf с помощью устройства 22 вывода информации поступают непрерывно на цифропе- 0 чатающее устройство.

При условии равенства -,,- и R модуль кодового управления устройством сигнализации обрабатывает и формирует сигнал на останов измерительного процесса. При этом срабатывает световая и звуковая сиг- 5 нализация.

Вычисление электрокинетического потенциала в процессоре 17 осуществляется по зависимости

0

..(, ал

DAp Ч„

е г - динамическая вязкость раствора электролита, Па-с; D- диэлектрическая постоянная раствора электролита, Ф/м; ЕО - потенциал асимметрии. В; Е-потенциал протекания. В; Cv, GS - постоянные ячейки;

R - электрическое сопротивление раствора электролита над слоем фильтрующего материала, Ом;

RS - электрическое сопротивление раствора электролита в слое фильтрующего материала. Ом; Ар - перепад давления. Па.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрокинетического потенциала фильтрующих материалов, содержащее емкость с раствором электролита, соединенную с измерительной ячейкой, в которой установлены диафрагма с фильтрующим материалом, датчик перепада давления на диафрагме, датчик потенциала течения, датчик проводимости электролита, датчик проводимости фильтрующего материала и регистратор, отличающееся тем,

что, с целью повыщения точности измерения за счет учета дополнительных параметров среды при адаптивной обработке информации в цифровом виде, устройство дополнительно снабжено датчиком проводимости

фильтрата, установленным в измерительной ячейке, коммутатором для последовательного подключения датчиков проводимости к мосту переменного тока, первым усилителем, вход которого подключен к датчику перепада давления, вторым усилителем, вход

которого соединен с датчиком потенциала течения, аналого-цифровым преобразователем, микропроцессором и блоком памяти массива расчетных данных, при этом выходы усилителей и моста переменного тока подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом микропроцессора, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подключен к регистратору, а дополнительные входы микропроцессора

соединены с блоком памяти массива расчетных данных.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения параметров фильтрующих материалов и может быть использовано в области охраны окружающей среды. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет учета дополнительных характеристик среды при адаптивной обработке информации в цифровом виде. Устройство для измерения электрокинетического потенциала фильтрующих материалов содержит емкость с раствором электролита, соединенную с измерительной ячейкой, в которой установлены диафрагма с фильтрующим материалом, датчик перепада давления на диафрагме, датчик потециала течения, датчик проводимости электролита, датчик проводимости фильтрующего материала, датчик проводимости фильтрата. Устройство снабжено коммутатором для последовательного подключения датчиков проводимости к мосту переменного тока, усилителем, вход которого подключен к датчику перепада давления, усилителем, вход которого соединен с датчиком потенциала течения, аналого- цифровым преобразователем, микропроцессором и блоком памяти массива расчетных данных. Дополнительные входы микропроцессора соединены с блоком памяти массива расчетных данных. Выходы усилителей и моста переменного тока подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом микропроцессора. Выход микропроцессора через цифроаналоговый преобразователь подключен к регистратору. 1 ил. (О О) со ISD оо со со О)