Титрометрический анализатор Советский патент 1988 года по МПК G01N31/16 

4 О 4

СО

со со

10 аналог - код. Анализатор содержит блок. 6 определения конечной точки титрования, сигнал с которого обрабатывается в блоке 11 вычисления и регистрируется и отображается блоками 13 и 15. Работа анализатора осуществляется по сигналам блока 7 синхронизации, соединенного с блоком 6 определения конечной точки титрования, преобразователем 10 аналог - код и схемой 14 запрета, подключенной первым входом к блоку 12 контроля за процессом смешения. Дополнительно . введенные блок 12 контроля за процессом смешения и схема 14 запрета реализованы на серийно выпускаемых элементах автоматики: триггерах, схемах совпадения, резисторах, конденсаторах, дешифраторах. Дозирование новой порции титранта осуществляют только после стабилизации процесса измерения. Тем самым исключается возможность перетитрования исследуемой жидкости. Погрешность снижается до 0.5%, Время титрования сокращается до 1 мин. Процесс титрования полностью автоматизируется. 3 ил.

Изобретение относится к аналитической контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения концентрации отдельных компонентов в многокомпонентных жидкостях методом дискретного потенцио- метрического титрования, и может быт1 использовано в химической, электрохимической и нефтеперерабатывающей промьшшенности. Титрометрический анализатор содержит ячейку 1 для титрования с мешалкой 4 и измельченным преобразователем 3. Титрант в ячейку подают дозатором 5, связанным с блоком 8 управления. Сигнал от измерительного преобразователя 3 поступает через усилитель 9 в преобразователь а € (Л

1

Изобретение относится к аналитической контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения концентрации отдельных компонентов многокомпонентных жидкостей методом дискретного потенцио- метрического. титрования, и может быть использовано в химической, электрохимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение точности, надежности и производительности анализатора путем оптимизации процесса смешивания анализируемой жидкости с титрантом.

На фиг. 1 представлена блок-схема титрометрического анализатора; на фиг. 2 - блок-схема титрометрического анализатора с раскрытием функциональных схем блока контроля за процессом смешения и схемы запрета; на фиг. 3 - функциональная схема блока синхронизации.

Титрометрический анализатор содержит ячейку 1 для титрования, состоящую из объема 2 для размешивания исследуемой жидкости, измерительного преобразователя 3 и мешалки 4, дозатор 5 титранта, блок 6 определения конечной точки титрования, блок 7 синхронизации, блок 8 управления дозатором титранта, усилитель 9, преобразователь 10 аналог - код, вычислительный блок 11, блок 12 контроля за процессом смешивания, блок 13 ре0

5

0

5

0

5

гистрации, схему 14 запрета и блок 15 отображения информации.

Блок 12 контроля за процессом смешения состоит из идентичных блоков 16-19, каждый из которых выполнен в виде установленной на входе схемы 20 инверсии, триггера 21, первый вход которого подключен к входу блока 12 контроля, а второй вход - к выходу схемы 20, двух систем 22 и 23 инверсии, резисторов 24 и 25., конденсаторов 26 и 27, схем 28 и 29 совпадения и диодов 30 и 31. Первый выход триггера 21 соединен с входом схемь 22 инверсии и с первьм входом ;схемы 28 совпадения. Второй выход триггера 21 подключен к входу схемы 23 инверсии и к первому входу схемы 29 совпадения. Выходы схем 28 и 29 всех идентичных блоков 16-19 через диоды 30 и 31 объединены и подключены к схемам 14 запрета. Вход каждого блока 16-19 связан с кодовым (2°, 2 , 2, 2) выходом преобразователя 10 аналог - код.

Схема 14 запрета выполнена в виде. триггера 32 и схемы -33 совпадения. Триггер 32,первым входом подключен к выходу блока 12 контроля за процессом смешения, а вторым входом связан с первым выходом блока 7 синхронизации. С одного выхода триггера 32 поступает сигнал запрета на блок 6 определения конечной точки титрования, а с другого выхода триггера

32 через схему 33 совпадения, на которую с третьего выхода блока 7 синхронизации приходит управляющий сигнал, поступает разрешающий сигнал на блок 8 управления дозатором тит- ранта.

Блок 7 синхронизации содержит генератор 34 несущей частоты, собранный на резисторах 35 и 36, конденсаторах 37 и 38 и инверторах 39-42, счетчик 43 импульсов с блоком 44 выработки сигналов сброса счетчика и дешифратора 45, Блок 44 выполнен в виде схемы, состоящей из инверторов 46 и 47, блока 48 совпадения с инверсным выходом, резисторов 49 и 50, диода 51 и конденсатора 52, Сигналы с выхода дешифратора 45 поступают через инверторы 53-57 на соответствующие элементы: преобразователь 10 аналог - код и триггер 32 схемы 14 запрета, на третий вход пре- образова;теля 10, на схему 33 совпадения схемы 14 запрета и на блок 6 определения конечной точки титрования.

Сигналы с первого, второго, третьего и четвертого выходов блока 7 синхронизации обозначены в виде 1,(и,), 1(), IjCU), I4(U4)Для пояснения работы титрометри- ческого анализатора введены следующие условные обозначения входных и выходных сигналов триггеров 21 и 32: Z 4 Д- триггера 21), Zj- и Zg - для триггеру 32,

Титрометрический анализатор работает следующим образом.

После помещения в объем 2 ячейки 1 для титрования анализируемой жидкости, информация о ее начальных параметрах при помощи измерительного преобразователя 3 и через усилитель 9 поступает на преобразователь

10 аналог - код.

От импульсов генератора 34 запускается счетчик 43J выходной дво ично-десятичный код которого при помощи дешифратора преобразуется-в десятичный код. Последовательно вырабатываются четыре сигнала управления (I - I) ,

По первому сигналу I , через схему 14 осуществляется запуск блока 8 управления дозатором 5 - порция титрующего раствора поступает в ячейку 1 , где начинается процесс смешения.

л

1404939

В процессе смешивания по сигналу блока 7 синхронизации включается блок 12 контроля за процессом смешивания, в котором до поступления выходной информации от преобразователя 10 аналог - код триггеры 21 блоков 16 - 19 находятся в положении Z или Z в зависимости от потенциала на

кодовых выходах 2

И л 1 J

2 пре0

0

образователя 10 аналог - код, В слу-. чае высокого потенциала на выходе преобразователя 10 триггер 21 находится в положении Z, а в случае низ5 кого .потенциала - в положении Z

J

Следовательно, высокий потенциал существует на выходе Z (положение триггера 21 - Z, ) или Z (положение

триггера 21 - Z ), В соответствии с

этим от инверторов 22 и 23 заряжается один из конденсаторов 26, 27 через сопротивления 24 или 25, При поступлении первого импульса (сигнал записи) от устройства. 7 синхронизации

5 запускается преобразователь 10 аналог - код, выходное значение потенциала от усилителя 9 преобразуется в цифровой код и фиксируется на выходе преобразователя 10 аналог - код,

0 Одновременно, триггер 32 схемы 14 запрета переходит в положение Z,, подготавливая схему 33 совпадения к работе, С поступлением от блока 7 синхронизации второго импульса (Zj)

g (сигнал разрешения считывания) цифровой код считывается с входа преобразователя 10 аналог - код.

Если предыдущее значение потенциала не изменилось, от следующего импульса (1э) от блока 7 синхронизации схема 33 совпадения вырабатывает сигнал управления дозатором 5 и в исследуемый раствор поступает следующая порция титранта. Если же зна5 чение потенциала на выходе преобразователя 10 изменилось, триггер 21 переходит в новое положение, что вызывает разряд одного из конденсаторов 26, 27 через одну из схем 28. 29 совпадения и сигнал через один из диодов 30, 31 поступает на вход триггера 32 схемы 14 запрета, переводя его в положение Zj, т,е, схема 14 запрета управляет дозатором 5 и по мере поступления информации отключает его и включает только после наступления равновесия (неизменный выходной сигнал) на выходе преобразователя 10 0

5

аналог - код

При

этом, если равновесие наступило до Наступления очередного синхронизирующего сигнала от блока 7 синхронизации, дозатор 5 командой с блока 8 управления отмеряет новую порцию титранта. Если к моменту прихода синхронизирующего сигнала равновесие не наступило, схема 14 запрета запирает блок 8 управления дозатором до полного смешения исследуемой и титрующей жидкости с помощью мешалки 4. Процесс остановки и дозирования осуществляется ,до тех пор, пока потенциал на преобразователе 10 аналог - код не достигает значения, соответствующего конечной точке титрования, вьщабаемого блоком 6 определения конечной точки титрования. После этого работа анализатора прекращается и при помощи блока 11 вычисления рассчитывается концентрация исследуемой жидкости по объему титранта, вьщанного дозатором 5 и зафиксированного блоком 6 определения конечной точки титрования Полученные данные регистрируются и отображаются блоками 13 и 15.

В блоке 1 синхронизации от выработанных последовательно четырех сигналов управления (1 - 1) срабатывает блок 44 (на выходе инвертора 57 потенциал низкого уровня), заряжается конденсатор 52. При поступлении сигнала высокого уровня от блока 57 через диод 51 и резистор 49 конденсатор 52 разряжается и от сигнала блока 47 происходит сброс значений счетчика 43. Затем повторяется весь цикл вьфаботки сигналов синхронизации.. При этом частота следования синхроимпульсов fi, меньше

частоты следования импульсов счета порций титранта от дозирующего устройства fj)Xf ОУ

Формула изобретения

Титр.ометрический анализатор, содержащий ячейку для титрования с мешалкой, блок управления дозатором титранта, измерительный преобразова- тель, установленный в ячейке для титрования и подключенный через усилитель к первому входу преобразователя аналог - код, второй и третий вхо-. ды которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока синхронизации, связанным четвертым выходом с блоком определения конечной точки титрования, цифровые входы которого подключены к выходам преобразователя аналог - код, и соединенный входами с выходами блока определения конечной точки титрования, вычислительный блок, связанный с ками регистрации и отображения информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, надежности и производительности, титрометрический анализатор дополнительно содержит схему запрета и блок контроля за процессом смешения исследуемой жидкости с титрантом, подключенный входом к выходу преобразователя аналог - код, а выходом - через первый вход схемы запрета к одному из входов блока определения конечной точки титрования, при этом первый и третий выходы блока синхронизации соответственно через второй и третий входы схемы запрета связаны с блоком управления дозатором титранта.

32

УМ

Wz)

Zs

Сиг. запрета (к$ локу6)

Сие. упр. 5юреткой

.

Jj Wz)

(к блоку 8}

/t Hu5AOK6

г/,/

т

fM

На 6л. 6

фи-в.З