Прибор для контроля изменения вязкости культуральной жидкости Советский патент 1993 года по МПК G01N11/14 G01N11/12 

Изобретение относится к приборам для определения вязкости и может быть использовано в медицинской, пищевой и микробиологической промышленности и в исследовательской практике.

Целью изобретения является повышение точности контроля изменения вязкости культуральной жидкости.

На чертеже изображена функциональная схема прибора для контроля изменения вязкости культуральной жидкости, состоящего из преобразователя 1, блока формирования импульсов 2, одновибратора Зс задатчиком длительности импульса 4, триггера 5, генератора импульсов 6, тактового генератора 7, сумматора 8, регистратора 9.

Первичный измерительный преобразователь 1 включает в себя электродвигатель 13, на валу 12 которого размещен датчик вязкости 10, помещенный в емкость 11с испытуемой средой. С валом 12 связан формирователь 14 периодических электрических сигналов. Функция этого блока состоит в преобразовании скорости вращения датчика вязкости в периодическую последовательность электрических сигналов, период которых пропорционален скорости вращения датчика вязкости (авторское свидетельство СССР № 1427237, С01 N 18/14).

Блок формирования импульсов 2, состо- : ит из усилителя-ограничителя 15 и формирователя фронтов и уровней импульсов 16. Функция формирователя 2 состоит в формировании последовательности прямоугольных периодических импульсов из поступающих на его вход периодических электрических сигналов, при этом выходные электрические параметры импульсов согласуются с входными электрическими параметрами элементов последующей схемы измерения, и период импульсов остается пропорциональным скорости вращения датчика вязкости 10.

Усилитель-ограничитель 15 формирует плоскую вершину, а также сглаживает (усредняет) дребезг и размывание фронтов, поступающих на его вход периодических электрических сигналов, и представляет из себя часть схемы вольтметра Ф 203,

Формирователь фронтов и уровней импульсов 16 формирует крутизну фронтов и

ел

С

00

о

J со со со

стабилизирует верхний и нижний уровни выходных импульсов и выполнен по схеме триггера Шмитта на микросхеме К155ТЛ1. При этом выходные параметры импульсов согласуются с входными электрическими параметрами последующей схемы измерения.

Одновибратор 3 с задатчиком длительности импульса 4 служит для генерации прямоугольного импульса синхронного с измеряемым, но противоположной полярности. Длительность этого импульса регулируется вручную с помощью задатчика длительности импульса 4, который представляет регулируемую RC цепь, а одновибратор 3 построен на микросхеме интегрального таймера КР1006ВИ1.

Триггер 5 предназначен для формирования измерительного импульса, длительность которого равна длительности периода поступающей на его счетный вход последовательности импульсов с формирователя импульсов 2, а также формирует импульс для запуска одновибратора 3. Генератор импульсов б предназначен для генерации импульсов кварцевой частоты.

Тактовый генератор 7, Сигнал тактового генератора 7 на выходе дифференцируется цепью RC и подается на установочные входы триггера 5 и регистратора 9. Период выдачи этих сигналов определяет время измерения поступающей на прибор информации.

Сумматор собран по схеме трехвходо- вого логического элемента И и предназначен для сложения импульсов, поступающих с триггера 5, генератора импульсов кварцевой частоты 6 и одновибратора 3. На выходе сумматора 5 формируется пачка импульсов кварцевой частоты, длительность которой пропорциональна скорости вращения датчика вязкости.

Триггер 5, тактовый генератор 7, сумматор 8 заимствованы из Микросхемы и их применение авт.В.А.Батушев, В.Н.Вениаг минови др. Радио и связь 1983г., стр.216- 218. .

Регистратор 9, состоит из последовательно соединённых счетчика им пульсов 17, .дешифратора 18 и индикатора 19, предназначен для считывания импульсов и индикации измеряемой информации на цифровом индикаторе.

Прибор работает следующим образом.

В приборе использован метод измерения длительности периода импульса путем подсчета импульсов кварцевой частоты, заполняющих измеряемый период. Помещаем датчик вязкости .10 в сосуд 11. с исследуемой жидкостью. При подаче питающего напряжения на двигатель 13, вал 12

приходит во вращение. Скорость вращения вала 12 пропорциональна вязкости исследуемой жидкости, так как на нем жестко связан датчик вязкости 10. Формирователь

электрических импульсов 14 также связан с валом 12 и вырабатывает периодическую последовательность электрических сигналов, при этом длительность периодов этих сигналов пропорциональна скорости вра0 щения датчика вязкости 10.

С выхода первичного измерительного преобразователя 1 периодическая последовательность электрических сигналов поступает на вход формирователя импульсов

5 2, где формируется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, длительность периода этих импульсов пропорциональна скорости вращения датчика вязкости 10.

0 С выхода формирователя 2 периодическая последовательность прямоугольных импульсов поступает на счетный вход триггера 5, Триггер 5 управляется по установочному входу импульсом с тактового генератора 7. До

5 поступления импульса с тактового генератора 7 триггер 5 заблокирован и не срабатывает от импульсов, поступающих на его счетный вход. При поступлении импульса с тактового генератора 7 на установочный триггер 5 раз0 блокируется и готов к срабатыванию от первого поступающего импульса на счетный вход. При прохождении этого импульса триггер 5 срабатывает и как только проходит передний фронт второго импульса триггер 5

5 снова блокируется. Таким образом, во время одного импульса с тактового генератора 7 до другого, на выходе триггера 5 формируется один импульс, длительность которого равна длительности периода поступающей

0 на его счетный вход последовательности импульсов, а на инвертированном выходе формируется импульс для запуска одновибратора 3. Имлульс с тактового генератора 7 одновременно поступает на установочный

5 вход регистратора 9 и сбрасывает информацию в ноль.

С выходэ триггера 5 измеряемый импульс, длительность которого пропорциональна скорости вращения датчика вязкости

0 ю, поступает на один из входов сумматора 8, на второй вход которого поступает последовательность импульсов с выхода кварцевого генератора импульсов 6, На выходе сумматора 8 формируется пачка импульсов квар5 цевой частоты, длительность которой равна длительности измеряемого импульса. С выхода сумматора 8 пачка импульсов поступает на вхбд регистратора 9, считывается1 двоично-десятичным счетчиком 17, на выходе которого формируется двоично-десятичный код. Этот код поступает на вход дешифратора 18, который преобразует двоично-десятичный код в код, необходимый для управления сегментами индикатора. На цифровом индикаторе 19 отображается необходимая информация.

В связи с тем, что длительность измеряемого сигнала с первичного преобразователя 1 не может быть равна нулю, в общую схему измерения введена схема, позволяющая компенсировать первоначальные показания вязкости, состоящая изодновибратора 3 и задатчика длительности импульса 4. Од- новибратор 3 запускается по информационному входу от импульса с инвертируемого выхода триггера 5, Длительность импульса на выходе одновибратора 3 регулируется вручную, с помощью задатчика длительности импульса 4, который представляет RC цепь, соединенную с управляющим входом одно- вибратора 3. При этом полярность импульса с выхода одновибратора 3 обратна полярности измеряемого импульса с выхода триггера 3, а передние фронта их совпадают по времени.

Импульс с одновибратора 3 поступает на третий вход сумматора 8. На выходе сумматора 8 формируется импульс, заполненный импульсами кварцевой частоты, представляющий разницу между длительностью измеряемого и компенсационного импульса. Таким образом, регулируя с помощью RC цепи, задатчика длительности импульсов 4, длительность выходного импульса с одновибратора 3 можно скомпенсировать начальные показания вязкости исследуемой жидкости.

Итак, из последовательности периодических электрических сигналов с выхода первичного измерительного преобразователя 1, в формирователе импульсов 2 формируется последовательность периодических прямоугольных импульсов. Триггером 5 из последовательности прямоугольных импульсов, в промежутке между двумя импульсами от тактового генератора 7, формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности периода по5 ступающей на его счетный вход последовательности прямоугольных импульсов. Этот импульс поступает на вход сумматора 8, на другой вход которого поступает последовательность импульсов кварцевой частоты с

0 генератора импульсов 6 и на третий вход- импульс с одновибратора 3. С выхода сумматора 8 на вход регистратора. 9 поступает пачка импульсов кварцевой частоты, длительность которой равна разнице между измеря5 емыми компенсационными импульсами. Количество импульсов в пачке пропорционально скорости вращения датчика вязкости 10, полученная информация отображается на цифровой индикации регистратора 9.

0

Формула.из о б-ратания

Прибор для контроля изменения вязкости культуральной жидкости, содержащий

5 последовательно соединенные измерительный преобразователь и блок формирования импульсов, а также тактовый генератор, генератор импульсов, одновибратор и регистратор, отличающийся тем, что, с целью

0 повышения точности измерений, в него введены триггер, сумматор и зэдатчиК Длитель- ности импульсов, выход которого соединен с управляющим входом одновибратора, . подключенного выходом к первому входу

5 сумматора и информационным входом - к первому выходу триггера, который подсое- динен счетным входом к выходу блока формирования импульсов, установочным . входом - к выходу тактового генератора и к

0 установочному входу регистратора и вто- : рым выходом - к второму входу сумматора, подключенного третьим входом к выходу генератора импульсов и выходом - к счетному входу регистратора.

Использование: в медицинской, пищевой и микробиологической промышленности и при проведении исследований. Сущность изобретения: прибор содержит измерительный преобразователь, блок формирования импульсов, триггер, тактовый генератор, генератор импульсов, управляемый одновибра- тор, задатчик длительности импульсов, сумматор и регистратор. 1 ил. .