Измеритель плотности жидкостей Советский патент 1991 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя: на фиг. 2 - структурная схема решающего блока.

В состав измерителя входят программное реле 1, управляющее работой элементов измерителя и задающее ритм измерения,

первый 2 и второй 3 электродвигатели, обеспечивающие приведение в исходное положение зондов перед очередным циклом измерения, первая 4 и вторая 5 соединительные муфты, кинематически связывающие в сработавшем состоянии оси электродвигателей с осями соответствующих барабанов, первый 6 и второй 7 барабаны, служащие для крепления зондов и грузов, первый 8 и второй 9 зонды, воспри

го

нимающие воздействие жидкости при измерении, первый 10 и второй 11 зондопровод- ники, обеспечивающие крепление зондов на соответствующих барабанах, первый 12 и второй 13 тросы, служащие для крепления грузов на соответствующих барабанах, первый 14 и второй 15 грузы, обеспечивающие соответственно торможение и подъем зондов в цикле измерения, первый 16 и второй 17 отметчики угла, выдающие сигналы о том, что зондами пройдены очередные отрезки траектории обусловленной длины, решающий блок 18, формирующий напряжение, пропорциональное измеренному значению плотности жидкости, и индикатор 19. визуально отображающий измеренное значение плотности жидкости.

Решающий блок 18 содержит первый формирователь 20, формирующий одиночный импульс в момент перехода программного реле 1 во вторую позицию, второй 21 и третий 22 формирователи, выдающие одиночные импульсы требуемой формы при поступлении импульсов с первого 16 и второго 17 отметчиков угла, первый 23 и второй 24 счетчики, суммирующие поступающие на вход импульсы, характеризующие пути, пройденные зондами, элемент 25 задержки, задерживающий входной импульс на время суммирования, вычислительный блок 26, рассчитывающий измеренное значение плотности после считывания содержимого счетчиков 23 и 24 и выдающий код результата в регистр 27, хранящий код измеренного значения плотности в промежутках времени между замерам 4, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП 28), преобразующий код регистра 27 в пропорциональное напряжение.

Первый выход программного реле 1 соединен с электрическими входами электродвигателей 2 и 3 и 4 и 5. Второй выход программного реле 1 соединен с входами отметчиков 16 и 17 углов и первым входом решающего блока 18. Электрические выходы электродвигателей 2 и 3 и соединительных муфт 4 и 5 заземлены. Входная ось первой соединительной муфты 4 кинематически связана с осью первого электродвигателя 2, а выходная ось - с осью первого барабана 6. Входная ось второй соединительной муфты 5 соединена с осью второго электродвигателя 3, а выходная - с осью второго барабана 7. Первый зонд 8 с помощью первого зондопроводника10 и первый груз 14 с помощью первого троса 12 закреплены на первом барабане 6. Второй зонд 9 с помощью второго зондопроводника 11 и второй груз 15 с помощью второго троса 13 закреплены на втором барабане 7.

Выход первого отметчика 16 угла соединен с первым выходом измерителя и вторым входом решающего блока 18. Выход второго отметчика 17 угла соединен с вторым выходом измерителя и третьим входом решающего блока 18. Выход решающего блока 18 соединен с входом индикатора 19 и третьим выходом измерителя. Вход первого формирователя 20 соединен с первым входом бло0 ка, а его выход подключен к обнуляющим входам первого счетчика 23 и второго счетчика 24 и входу элемента 25 задержки. Вход второго формирователя 21 соединен с вторым входом блока, а его выход подключен к

5 счетному входу первого счетчика 23. Вход третьего формирователя 22 соединен с входом блока, а его выход подключен к счетному входу второго счетчика 24. Выходы первого счетчика 23 соединены с первой

0 группой входов вычислительного блока 26. Выходы второго счетчика 24 соединены с второй группой входов вычислительного блока 26. Выход элемента 25 задержки соединен с входом вычислительного блока 26 и

5 обнуляющим входом регистра 27. Группа выходов вычислительного блока 26 соединена с группой входов регистра 27, группа выходов которого подключена к входам ЦАП 28. Выход ЦАП 28 соединен с выходом бло0 ка

Измеритель работает следующим образом.

Очередной цикл измерения начинается при переходе программного реле 1 в пер5 вую позицию Появляется напряжение на его первом выходе, которое подается на электродвигатели 2 и 3 и соединительные муфты 4 и 5. Срабатывая, первая соединительная муфта 4 кинематически связывает

0 ротор первого электродвигателя 2 с первым барабаном 6, а вторая соединительная муфта 5 - ротор второго электродвигателя 3 с барабаном 7 Вращение роторов электродвигателей передается барабанами. При

5 вращении первого барабана 6 на него наматывается зондопроводник 10 и с него сматывается трос 12. Это приводит к подъему первого зонда 8 и опусканию первого груза 14. При вращении барабана 7 на него нама0 тывается второй трос 13 и с него сматывается зондопроводник 11. Это вызывает опускание второго зонда 9 и подъем второго груза 15. Программное реле находится в первой позиции в течение времени, доста5 точного для приведения зондов и грузов в исходное положение перед измерением. После этого программное реле 1 переходит во вторую позицию, в которой снимается напряжение с его первого выхода, но еще не подается на второй Обесточенные электродвигатели прекращают вращение своих роторов,а соединительные муфты разрывают кинематические связи между электродвигателями и барабанами. Первый зонд 8 настолько тяжелее первого груза 14, что начинает погружаться в жидкость с увеличивающейся скоростью, которая быстро приближается к скорости равномерного движения погружения. Второй груз 9 настолько легче второго груза 15, что начинает всплывать в жидкости с увеличивающейся скоростью, которая быстро приближается к скорости равномерного движения всплытия. Через время, достаточное для того, чтобы скорости всплытия и погружения зондов практически не отличались от скоростей равномерного движения погружения и всплытия зондов, программное реле 1 переходит в третью позицию, в которой находится жестко обусловленный промежуток времени. В этом режиме появляется напряжение на втором выходе программного реле 1, которым включаются в работу отметчики 16 и 17 угла и решающий блок 18. Через равные промежутки по длине на поверхности барабанов 6 и 7 нанесены метки, которые, проходя мимо чувствительных элементов отметчиков 16 и 17 угла вызывают каждый раз формирование соответствующим датчиком одиночного импульса. Вращение барабанов обусловлено движением зондов, а число импульсов на их выходах с требуемой дискретностью характеризует расстояния, проходимые соответственно зондами 8 и 9 за время нахождения программного реле 1 в третьей позиции. Импульсы с выходов отметчиков 16 и 17 выдаются на первый и второй выходы измерителя и могут быть использованы, в частности, для измерения вязкости жидкости. Внутри измерителя они подаются на второй и третий входы решающего блока 18, в котором суммируются отдельными счетчиками. После перехода программного реле 1 в четвертую позицию напряжения вновь снимаются с обоих его выходов. Формирование импульсов отметчиками 16 и 17, а следовательно, их суммирование решающим блоком 18 прекращается. Решающий блок 18 вычисляет текущее значение плотности жидкости и выдает на третий выход измерителя напряжение, пропорциональное плотности жидкости. Индикатор 19 осуществляет индикацию измеренного значения плотности.

Решающий блок 18 работает следующим образом.

Поступающий на его первый вход перепад напряжения при срабатывании программного реле 1 вызывает генерацию

первым формирователем 20 одиночного импульса, которым обнуляются первый счетчик 23 и второй счетчик 24. Кроме того, он подается на элемент 25 задержки, которым 5 задерживается на время счета импульсов второго и третьего входов блока. Формирователи 21 и 22 при поступлении импульсов на соответствующие входы генерируют одиночные импульсы требуемой формы, кото10 рые затем поступают на счетные входы соответствующих счетчиков и суммируются ими. Спустя некоторое время после перехода программного реле 1, т. е. тогда, когда поступление импульсов на второй и третий

5 входы блока заведомо прекратилось, появляется импульс на выходе элемента 25 задержки. Этим импульсом обнуляется регистр 27 и запускается в работу вычислительной блок 26. Последний работая по соб0 ственной программе, осуществляет опрос содержимого счетчиков 23 и 24, выполняет расчет измеренного значения плотности жидкости и записывает рассчитанный результат в регистр 27. Код регистра 27, хра5 нящий в нем до окончания следующего цикла измерения плотности, преобразуется ЦАП 28 в. напряжение, пропорциональное измеренному значению плотности жидкости, которое передается на выход блока.

0

Формула изобретения

Измеритель плотности жидкостей по авт. св. N 1408301, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены первый, второй и третий формирователи, первый и второй счетчики, элемент задержки, регистр, циф- роаналоговый преобразователь, вычисли0 тельный блок и индикатор, причем входы первого, второго и третьего формирователей соединены с вторым выходом программного реле и выходами первого и второго отметчиков угла соответственно, выход пер5 вого формирователя соединен с обнуляющими входами первого и второго счетчиков непосредственно и через элемент задержки - с входом вычислительного блока и обнуляющим входом регистра, выходы второго и

0 третьего формирователей и группы выходов первого и второго счетчиков соединены со счетными входами первого и второго счетчиков и первой и второй группами входов вычислительного блока соответственно,

5 группа входов регистра соединена с группой выходов вычислительного блока, а его группа выходов подключена к группе входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом индикатора и с третьим выходом измерителя,

го

25

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам для автоматического определения плотности жидкости. Цель изобретения - повышение точности измерений. В измеритель плотности введены решающий блок и индикатор, причем первый, второй и третий входы решающего блока соединены с вторым выходом программного реле и выходами первого и второго датчиков меток соответственно, а вход индикатора соединен с выходом решающего блока и третьим выходом измерителя. Решающий блок содержит первый, второй и третий формирователи, первый и второй счетчики, элемент задержки, вычислительный блок, регистр и цифроаналоговый преобразователь, причем входы первого, второго и третьего формирователей соединены с первым, вторым и третьим входами блока соответственно, выход первого формирователя соединен с обнуляющими входами первого и второго счетчиков непосредственно и через элемент задержки с входом вычислительного блока и обнуляющим входом регистра, выходы второго и третьего формирователей и группы выходов первого и второго счетчиков соединены со счетными входами первого и второго счетчиков и первой и второй группой входов вычислительного блока соответственно, группа входов регистра соединена с группой выходов вычислительного блока, а его группа выходов подключена к группе входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с выходом решающего блока. 2 ил.

23

21

22

24

27

28

Фиг. 2