Устройство для определения концентрации суспензий Советский патент 1988 года по МПК G01N9/04 

139

Управление процессами взвешивания и залива осуществляется с помощью блока управления диапазоном взвешивания 1Д и схемой И 15. Расчет искомой концентрации суспензии производится в вычислительном блоке с устройством

регистрации 20 с помощью блока масштабирования 19 с учетом температурной поправки в блоке табличных данных 16 по температуре суспензии, измеряемой датчиком 6. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения концентрации водных суспензий, в частности, склонных к пенообразованию,объемно-весовым методом. Целью изобретения является расширение функциональньк возможностей устройства за счет определения концентраций суспензий, склонных к пенообразованию, повышение точности за счет уменьшения потерь массы суспензии, упрощение процесса измерения. Мерная емкость 1 постоянного и ограниченного переливным отверстием 2 объема установлена на весах 7, снабженных датчиком массы 8, компенсационной гирей, разделенной на две части 9 и 10, и калибровочной гирей 11. Соотношение масс суспензии и воды, поступающих в мерную емкость 1, определяется соотношением масс частей компенсационных гирь 9 и 10. Подача суспензии регулируется клапаном 3, связанным с датчиком массы 8 через счетчик параметра 18 и блок автоматической установки 17. Подача воды осуществляется через клапан 4, причем подача прекращается в момент начала перелива через отверстие 2, контролируемый по изменению темпа изменения сигнала с датчика 8 с помощью дифференциатора 13 и анализато- . ра скорости изменения массы 12. i сл оо (;о to 4 СЛ to

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к автоматическим весоизмерительным устройствам, предназначенным для измерения концентрации водных суспензий, а также суспензий , склонных к ценообразованию, в технологических линиях.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения концентрации суспензий, склонных к пе- нообразованию, повышение точности за счет уменьшения потерь массы суспензии и упрощение процесса измерения.

На чертеже схематично изображено устройство для определения концентрации суспензий.

Устройство содержит мерную емкост 1 с переливным отверстием 2, обеспечивающим постоянство объема, клапаном 3 подачи суспензии, клапаном 4 подачи воды, выпускным клапаном 5 и датчиком 6 температуры, установленную на весах 7, оснащенных датчиком 8 массы, компенсационной гирей, разделенной на части 9 и 10 с массами Рд и Р,р и калибровочной гирей 11 массой , , анализатор 12 скорости изменения массы, дифференциатор 13, блок 14 управления диапазоном взвешива- . НИН, схему И 15, блок 16 табличных данных, блок 17 автоматической установки, счетчик 18 параметра, блок 19 масштабирования и вычислительный блок 20 с устройством регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Используется компенсационный мето измерения. Перед каждым циклом определения концентрации проводится калибровка весов, при этом последовательность наложения гирь задается блоком 14 управления диапазоном взвешивания.

Первоначально весы нагружаются об ими частями 9 и 10 компенсационной

гири (массами Рд и Р ,„) для имитации заливки мерной емкости. Сигнал N, датчика 8, пропорциональный суммарной массе этих гирь, через счетчик параметра поступает одновременно в блоки масштабирования 19 и автоматической установки 17 по разрешению прямого входа схемы И и в вычислительный блок 20 для запоминания.

Затем весы нагружаются калибровочной гирей (массой Р ) , определяющей рабочую часть характеристики датчика, а соответствующий ей сигнал поступает в блок 19 масштабирования для вычисления масштабного коэффициента К по формуле

PII

- N,

СО.

После зтого гири, кроме гири 10, с весов снимаются, и производится подача суспензии в емкость через клапан 3 налива, который закрывается по команде блока 17 автоматической установки в момент равенства сигналов датчика 8 и уставки N. Значение сигнала N датчика 8, соответствующее массе суспензии в емкости после закрытия клапана 3, вводится через счетчик 18 параметра в блок 20 вычисления, где производится вычисление массы суспензии PC по формуле

РС

PIO- N,) к - PJ2)

10 с 1 10

Далее гиря 10 снимается с весов и прозводится налив в емкость 1 воды по разрешению инверсного выхода схемы И, при этом темп налива контролируется дифференциатором 13 и анализатором 12 скорости изменения массы. Поскольку момент перелива по массе неизвестен, отсечка производится, когда скорость приращения массы в мерной емкости снижается до заранее заданной величины, соответствующей началу перелива. Таким образом обеспечивается минимальная потеря суспензии из емкости и повьоиается точность определения концентрации.

Сигнал NJ.датчика поступает в блок 20 для вычисления массы разбавленной суспензии Р по формуле

V РЭ - РЮ с - i) К , (3)

а также для вычисления концентрации С по формуле

l fSulJP Ll-Pc )Рж1 IPcfft Jfre-P

где Pg , ,

РЦ ,р , - массы воды в объеме

мерной емкости,плот- ность твердого вещества, плотность воды и плотность жидкости в функции от температуры, значения кото- рых находятся в блоке 16 табличных данных соответственно рабочему диапазону температур с дискретное- тью 0,2 С.

Величина Pg - масса воды в объеме мерной емкости в зависимости от температуры в диапазоне рабочих температур для данной емкости измерена за- ранее, составлена таблица и данные Р при каждом измерении согласно температуре суспензии автоматически извлекаются из блока табличных данных и используются при расчете формулы (4) как и величины , pg , Р ж меняя соотношение частей компенсационной гири Р J и Р 1, от О до 1, при постоянстве суммы Р + P,j можно изменять налив массы суспензии от О до 100%.

Блок 14 управления представляет собой блок программного управления t задатчиками веса компенсационных гирь Pg и Р ,р , предназначе1Г для уп- равления диапазоном взвешивания и вьтолняет следующие функции в устройстве :

производит калибровку весов в рабочем диапазоне взвешивания с целью определения масштабного коэффициента путем нагружения весов компенсационными гирями массой ( Р,,) (сигнал датчика 8 имеет значение N ,)

г

10

15

20 2520

дО д5

п 55

и последующим нагружеиием калибровочной гирей Р,, (сигнал датчика имеет значение No);

обеспечивает измерение заливаемой в мерную емкость массы суспензии в диапазоне от 0,0 до 1,0 обър.ма емкости в калиброванном рабочем диапазоне взвешивания путем наложения на весы гири массой Р , при этом масса Заливаемой суспензии определяется массой гири РЗ, отсечка подачи суспензии производится на уровне сигналя датчика N, а масса суспензии соответствует значению сигнала N, величина которого всегда больше N,, и, следовательно, находится в рабочем диапазоне измерения.

Логическая схема И 15 осуществляет взаимосвязь состояния компенсационных гирь Pg и с режимом заполнения емкости 1 жидкостями (клапаны 3 и 4), а также формироварпш синхро низиругощих 1юздейств 1й на блоки 17 и 19.

Прямой выход И имеет место при наличии на входе двух сигналов одновременно на поднятие гирь Pj и , при этом в блоке 17 и 9 записывается число N. Инверсный выход имеет место, когда обе гири опущены. Сигнал при этом подается на н алив ВОДЬ (клапан 4 ) .

Логический элемент 4, связанн,1Й с блоком 14 управления, расширяет функциональные возможности устройства, позволяя производить калибровку весов, проверку всей систе а1 наливом емкости водой (при снятых Ра и Р ,д ) , а также при нагружении весов гирей Р о налив в емкость необходимого количества суспензии, а при снятой гире Р (о долив емкости водой до перелива. Кроме того, при нагружении весов гирей Р, массой, равной нулю, емкость заливается только суспензией, в случае, если суспензия не склонна к Пенообразова- нию.

Вычислительньп блок 20 производит регистрацию следующих данных на бланке печати: N,, N,, К , М,, Р,, t,c, затем производится слив содержимого емкости и обмыв ее водой. Таким образом, разделение компенсационной гири на две части позволяет разбавлять суспензии, склонные к пе- нообразованию, водой в широком диапазоне соотношеншЧ их объема. Процесс

измерения концентрации - взвешивание, управление клапанакш яалива, контроль заполнения мерной емкости, обработка результатов измерения - упрощен за счет автоматизации всех операций.

Формула изобретения

10

20

, j 392А526

2,Устройство по п,1, отличающееся тем, что, с целью по- вьппения точности измерения концентрации за счет уменьшения потерь массы суспензии, в него введены дифференциатор и анализатор скорости изменения массы, причем вход анализатора скорости изменения массы связан через дифференциатор с выходом датчика массы, а выход связан с клапаном подачи Воды.

И вторым входом схемы И, прямой выход которой связан с другим входом блока автоматической уставки, а инверсный выход ее соединен с управляемым клапаном подачи воды.

25

30