Способ контроля концентрации пропиточных растворов и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК D06B23/24 G01N27/02 

Изобретение относится к измери- . тельной технике и автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочных производствах текстильной промьшшенности.

Целью изобретения является повышение точности контроля путем снижения Температурной погрешности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - циклограммы его работы.

Устройство для осуществления способа содержит последовательно включенные источник 1 питания (свип-ге- нератор), бесконтактный кондуктомет- рический датчик 2 с возбуждающим и измерительным контурами и усилитель

3, блок 4 обработки информации, вычислительный блок 3, блок 6 индикации, блок 7 программного управления, блок 8 задания, а также входящие в состав блока 4 обработки информации аналого- цифровой преобразователь 9, интегратор 10, регистры 1 1 1И 12 и,блок 13 сравнения кодов.

Первый вход аналого- цифрового пре образователя 9 связан с выходом усилителя 3, а первый и второй выходы подключены соответственно к п врвому и вторрму входам интегратора 10, выход которого посредством регистра 11 подсоединен к первым входам регистра 12 и блока 13 сравнения кодов. Пер- вьш вход вычислительного блока 5 связан с выходом регистра 12 и вторым

f, и

а также граничные значения х, ,. j. j частоты, определенные ранее, и значения напряжений U ji Uj в измерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса.

В начале каждого Щ1кла измерений информация о параметрах (граничных значениях частоты f и f.) вводится в

блок 7 программного управления, при этом в последнем устанавливается нижнее граничное значение частоты f ,j и соответствующее ей максимальное значение периода Т,. 1/f управляющих импульсов (фи г. 2), поступающих / на управляющий вход свип-генератора 1, который формируем последовательность из п импульсов (где п 2, г -пред- предварительно заданное положительное

Изобретение относится к измерительной технике и автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочных производствах текстильной промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля. Способ контроля концентрации пропиточных растворов предусматривает предварительно размещение в растворе с номинальной концентрацией возбуждающего и измерительного контуров, воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением с изменяющейся частотой и измерение амплитуды колебаний U₁ и U₂ в измерительном контуре и соответствующего значения резонансной частоты F₁ и F₂ при минимально и максимально возможной рабочей температуре раствора, последующее размещение возбуждающего и измерительного контуров в растворе с рабочей концентрацией и температурой, воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением с изменяющейся в предварительно измеренном интервале F₁-F₂ частотой, измерение значения резонансной частоты F_P и соответствующей ей амплитуды U_P колебаний в измерительном контуре и вычисление концентрации раствора в соответствии с формулой C = K₀+K₁^.U_P/U₂-U₁+K₂^.F_P/F₁-F₂ где K₀, K₁ и K₂ - постоянные коэффициенты. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

входом блока 13 сравнения кодов, вы- 20 целое число) напряжения, поступающего

в возбуждающий контур датчика 2. В жидкостном витке, охватывающем датчик 2, возбуждается ток, сила которого пропорциональна электропроводности раствора, индуцирующий ЭДС в измерительном контуре датчика 2, которая усиливается усилителем 3 (с постоянным коэффициентом усиления) до напряжения U;., достаточного для нормальход которого подключен к первому вхо- ду блока 7 программного управления и второму входу вычислительного блока 5, Первый выход блока 7 программного

, 25

управления связан с управляющим вхо дом свип-генератора 1, второй выход - с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 9, третий выход - с третьим входом интегратора 10, четвертьш выход - с управляющими входами 30 ной работы блока 4 обработки информа- регистра 11 и блока 13 сравнения ко-ции. Индекс ij- означает j-й импульс

дов, пятый выход - с управляющим входом регистра , шестой и седьмой выходы соответственно - с третьим и четвертым входами вычислительного зз блока 5, выход которого подключен к входу блока 6 индикации. Выход блока

серии (j 1,2 п,) при частоте

следования f..

По прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех п импульсов первой серии с периодом Т. l/f-i В блоке 7 программного управления автоматически устанавливается следующее очередное значение периода Т;+, Т -дТ,.где - шаг изменения периода, 4Т выбирают из условия ЛТ ( Т„„„/т, где минимальное значение периода, соответствующего верхней граничной час8 задания подсоединен к второму входу блока 7 программного управления и пятому входу вычислительного блока 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно кондуктометрический датчик 2 поочередно погружается в

40

По прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех п импульсов первой серии с периодом l/f-i В блоке 7 программног управления автоматически устанавли ется следующее очередное значение риода Т;+, Т -дТ,.где - шаг и менения периода, 4Т выбирают из у ловия ЛТ ( Т„„„/т, где Т„ минимальное значение периода, соот ветствующего верхней граничной час

растворы с номинальной концентрацией 45 тоте f, Т/Т,, число уровней m

с максимально и минимально возможной рабочей температурой. При воздействии в каждом случае на возбуждающий контур кондуктометрического датчика 2 напряжением с изменяющейся частотой 0 определяют в момент наступления резонанса максимальные значения амплитуды напряжения U, и U в измерительном

изменения периода Т - выбирают из условия требуемой точности определения резонансной частоты 1,2,,..,т.

р

при этом 1

После осуществления операции моди фикации периода через датчик 2 проходит следующая серия из п импульсов, теперь уже частоты f

контуре датчика 2 и значение частот

f, и f, соответствующие наступлению55 ° момента, когда период

резонанса.Т- (граничное значение), посДалее в блок 8 задания предвари-ле чего весь цикл повторяется: устательно вводят значения информационньжнавливается начальное значение пери- параметров: коэффициентов Ко К.-, К ,

ода Т ; 1 1/f 1 и т.д.

з

0

серии (j 1,2 п,) при частоте

следования f..

По прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех п импульсов первой серии с периодом Т. l/f-i В блоке 7 программного управления автоматически устанавливается следующее очередное значение периода Т;+, Т -дТ,.где - шаг изменения периода, 4Т выбирают из условия ЛТ ( Т„„„/т, где минимальное значение периода, соответствующего верхней граничной часизменения периода Т - выбирают из условия требуемой точности определения резонансной частоты 1,2,,..,т.

р

при этом 1

После осуществления операции модификации периода через датчик 2 проходит следующая серия из п импульсов, теперь уже частоты f ,

навливается начальное значени

ода Т ; 1 1/f 1 и т.д.

5150

Таким образом, результатом операции циклического изменения частоты напряжения, приложенного к возбуждающему контуру датчика 2, является изменение частоты в пределах интервала (граничных частот от fi 1/T ,c.icc Доfi .

Указанный алгоритм циклического изменения частоты реализуется путем равномерного изменения периода, т.е. ,-,, Т ; - а Т.

Напряжение U.. с выхода усилителя 3 поступает на вход блока 4 обработки информа191и, а именно на первый вход аналого-цифрового преобразователя 9, на второй вход которого с фиксирован- Hofi задержкой во времени по отношению к переднему фронту импульса (фиг. 2) с второго выхода блока 7

программного управления подаются командные импульсы START с периодом, равным текущему периоду Т ; 1/f. .

По поступлении запускающих импульсов START аналого-цифровой преобра- зователь 9 осуществляет преобразование амплитуды напряжения иj; в параллельный двоичный код Кц . По окончании каждого цикла преобразования

ь мN

, j на втором выходе аналого-

1

цифрового преобразователя 9 формируется командный сигнал WR, передаваемый на второй вход интегратора 10, который осуществляет суммирование кода N-- последнего преобразования (измерения) с суммой J-1 ранее сосчитанных кодов. Таким образом, в интеграторе 10 формируется сумма кодов, равная

м

f.

(в J-M цикле j ;п,в п-м j-n).

После этого АЦП 9 находится в ждущем режиме до момента поступления на второй его вход очередного импульса START от блока 7 программного управ- ления, после чего цикл преобразования повторяется.

По заднему фронту последнего п-го импульса i-й серии (с периодом Т j Tj,,) на третьем, четвертом и пятом выходах блока 7 программного управления формируются три последовательных командных сигнала (импульса): WR, подаваемые на управляющие входы первого 11 и второго 12 регистров и блока 13 сравнения кодов, и R, подаваемый на обнуляющий вход интегратора 10.

Сигнал WR, поступающий с четвертого выхода блока 7 программного управления на управляюпд й вход второго регистра 12, разрешаем считавание информации (кода N;-)s ранее записанной в первый регистр 11 в предшествующем цикле записи (при периоде, равном Т,) из интегратора 10. Сигнал WR,поступающий с пятого выхода блока 7 программного управления на управляющий вход первого регистра 11 и третий вход блока 13 сравнения кодов, разрешает считывание из интегратора кода NJ, равного

1

10

5 0

5

о

5

0

5

0

и одновременно сравнение кодов N ; и N i-t текущего и предшествующего циклов i-й (1-1)-й серии импульсов, записанных соответственно в первом 11 и втором 12 регистрах. Если результат сравнения отрицательный, т.е. NJ - N ;., О, то на выходе блока 13 сравнения кодов появляется сигнал Ш, передаваемый на объединенные первый вход блока 7 программного управления и второй вход вычислительного блока 5, инициируя вычисления в последнем.

Сигнал R, поступающий после отработки первых двух сигнал-ов, поступает на третий вход интегратора 10, чем обнуляет его содержимое, после чего интегратор 10 подготовлен к суммированию с делением на п (интегрированию) кодов импульсов очередной ( + 1)-й серии, но уже с периодом Т.

Т; -ДТ.

Сигнал, поступаюш 1Й на первый вход блока 7 программного управления, одновременно инициирует генерацию так- товьгх и.мпульсов ТИ из блока 7 программного управления, поступающих с его шестого выхода на третий вход вычислительного блока 5, вследствие чего последний осуществляет считывание через четвертый (информационный) вход кода N(f р), соответствующего резонансной частоте f ,- f р (с периодом Т; Тр), из блока 7 программного управления, а также через пятый вход - считывание из блока 8 задания коэффициентов К, К,, К,, U ,, f , и, f,. Затем производится преобразование соответствующих амплитуде U р и частоте fр в момент резонанса двоичных кодов NP и N(fp) и вычисляется текущее значение концентрации С электролита в контролируемом растворе в соответствии с формулой

„Ц , .

К,

и,- и.

+ к.

f,- f/

, К - постоянные коэффициенты;

корректирующий сигнал о температуре раствора;

f) Up

fp

a,-Np;

a ,|- константы преобразоПо

цесса мация

(f р); а

г А

наНИН.

окончании вычислительного про- в вычислительном блоке 5 инфор- выводится в блок 6 индикации,

где она индицируется до момента окончания следующего цикла измерений.

Формула изобретения

приложенного к возбуждающему контуру напряжения осуществляют в пределах интервала граничных значений резонансной частоты, при этом фиксируют в каждом цикле измерения частоты максимальное значение амплитуды колебаний в измерительном контуре и соответствующее ей значение резонансной частоты, а концентрацию раствора вычисляют по формуле

,+

К,

Uf ,.

иг -и, f 1- fa где С - концентрация раствора; Кв,К,и постоянные коэффициенты;

и

р

Lf

- соответственно амплитуда

и частота напряжения в измерительном контуре в момент резонанса при концентрации С;

Ui

и.

и и

0

Q связан

- соответственно амплитуда и частота напряжения на измерительном контуре при номинальной концентрации раствора и минимальной и максимальной рабочих температурах.

с выходом усилителя, а первьш и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам интегратора, выход которого посредством первого регистра подсоединен к входу второго регистра и первому входу блр- ка сравнения кодов, первый вход вычислительного блока связан с выходом второго регистра и вторьм входом блока сравнения кодов, выход которого подключен к первому входу блока программного управления и второму входу вычислительного блока, при этом первый выход блока программного управления связан с управляющим входом источника питания, второй выход - с -. вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход - с третьим входом интегратора, четвертый выход. - с управляющими входами первого регистра и блока сравнения кодов, пятый выход - с управляющим входом второго регистра, шестой и седьмой выходы соответственно с третьим и четвертым входами вычислительного блока, выход которого подключен к входу блока индикации, а выход блока задания подсоединен к второму входу блока программного управления и пятому входу вычислительного блока.

5

0

5

0

5

Редактор И. Шулла

Составитель Н. Козлов

Техред И.Верес Корректор т. Малец

Заказ 5769/24

Тираж 437

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фие. 1

Фие.2

Вреил

Подписное