Устройство для измерения концентрации растворов электролитов Советский патент 1988 года по МПК G01N29/02 

О5

сд

О5

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, в частности к устройствам для определения концентрации электролитов по скорости распространения акустических волн, и может быть использовано в цветной металлургии, химической и пищевой промышленности.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности за счет регулирования температуры в зоне контроля.

На чертеже изображена структурная схема устройства, для измерения концентрации растворов электролитов.

Устройство для измерения концентрации растворов электролитов содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, излучающий акустический преобразователь 2 и приемный акустический преобразователь 3, размещенные с противоположных сторон емкости 4 с контролируемой средой, и усилитель-формирователь 5, последовательно соединенные триггер 6, вход установки единицы которого через схему 7 задержки соединен с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, а вход установки нуля соединен с выходом усилителя-формирователя 5, и преобразователь 8 время-напряжение, к выходу которого подключен блок 9 для регулирования температуры контролируемой среды, последовательно соединенные датчик 10 температуры, измерительный преобразователь 11, выходной каскад 12 и регистратор 13.

Устройство работает следующим образом.

Стабильные по частоте сигналы генератора 1 зондирующих импульсов поступают на излучающий акустический преобразователь 2 и через схему 7 задержки на вход установки единицы триггера 6; открывая его. Время задержки выбирается несколько меньшим минимально возможного времени распространения акустических волн между излучающим 2 и приемным 3 акустическими преобразователями. Акустические волны, прошедшие через контролируемую среду, поступают на приемный акустический преобразователь 3 и преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются, формируются и поступают на вход установки нуля триггера 6, закрывая его. Длительность импульсов триггера 6 пропорциональна времени распространения акустических волн в контролируемой жидкости. Последовательность импульсов триггера 6 преобразователем 8 время-напряжение преобразуется в аналоговый сигнал, который служит для управления блоком 9 регулирования температуры. Температура контролируемой среды регулируется таким образом, чтобы поддержать скорость распространения акустических волн в анализируемой жидкости неизменной, равной некоторому, наперед заданному значению скорости ультразвука. Как правило, скорость ультразвука падает с увеличением температуры раств,оров. Следовательно, при

увеличении длительности импульсов триггера 6 температуру контролируемой среды надо уменьшить. В этом случае концентрацию электролита определяют следующим образом.

Зависимость скорости ультразвука от концентрации и температуры контролируемого раствора в общем случае имеет вид

(c, i).

(i;

где V - скорость распространения акустических волн;

С - концентрация электролита; / - температура электролита. Задаемся некоторым значением скорости ультразвука 1/з и подставляем его в формулу (). Рещая полученное уравнение относительно температуры, получаем

(c),

(2)

где Т - температура контролируемой жидкости, при которой была получена Уз- Подставляем в выражение (2) максимальное и минимальное значения концентраций с. Очевидно, что ,,(3)

где Гкр - температура кристаллизации раствора;

Гкип-температура кипения раствора.

Если неравенство (3) не выполняется, то необходимо, соответственно, изменить значение Кз.

В зависимости от реальной температуры контролируемой жидкости и выбранной УЗ блок 9 регулирования температуры Q может иметь различные исполнения. В простейщем случае, когда Уз выбрана таким образом, что Т в любом случае больше реальной температуры жидкости, блок 9 регулирования температуры представляет собой электронагреватель, напряжение на котором изменяется в зависимости от длительности им-

пульса триггера.

Таким образом, зная температуру жидкости, при которой была получена заданная скорость ультразвука, из выражения (2) можно определить концентрацию электролита. Температура Т раствора электролита воспринимается датчиком 10 температуры и преобразуется в соответствующий электрический сигнал измерительным преобразователем 11 и затем в стандартный аналоговый или цифровой сигнал выходным каскадом 12. Регистратор 13 может быть отградуирован в градусах цельсия или непосредственно в единицах измерения концентрации электролита.

55

Формула изобретения

Устройство для измерения концентрации растворов электролитов, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный акустические преобразователи, размещенные с противоположных сторон емкости с контролируемой средой, и усилитель-формирователь, последовательно соединенные триггер и преобразователь время-напряжение, схему задержки, включенную между выходом генератора зондирующих импульсов и входом установки единицы триггера, вход установки нуля которого соединен с выходом усилителя-формирователя, последовательно соединенные датчик температуры, предназначенный для взаимодействия с контролируемой средой, измерительный преобразователь, выходной каскад и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, оно снабжено блоком регулирования температуры контролируемой среды, подключенным к выходу преобразователя время - напряжение.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации электролитов. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений концентрации электролитов за счет регулирования температуры в зоне контроля. Изменение температуры проводят для обеспечения заданной скорости распространения ультразвуковых волн в зоне контроля. Концентрацию электролита определяют по изменению температуры датчиком, разме- ш,енным в контролируемой среде. 1 ил.