Устройство для анализа трехкомпонентных сред Советский патент 1974 года по МПК G01N27/06 

1

Изобретение относится к технике исследования и измерения физико-механических свойств и анализа состава технологических сред.

Известно устройство для анализа трехкомпонентных растворов по диаграммам «Свойства-состав, содержащее два датчика для контроля различных физических параметров раствора, блоки преобразования сигналов датчиков, двухкоординатного самопишущего потенциометра, на координатную плоскость которого наложена диаграмма «Свойства- состав.

С помощью таких устройств для определения состава раствора в каждый момент времени необходимо определять положение конца пера самописца относительно линий равных концентраций компонентов и вычислять концентрации, исходя из абсолютных значений ближайших линий равных концентраций.

Цель изобретения - повышение точности измерений и непрерывная регистрация каждого компонента среды в отдельности.

В .предлагаемом устройстве диаграмма «Свойства-состав выполнена на двух пластинах, расположенных одна над другой и жестко соединенных между собой. На плоскостях пластин, обращенных друг к другу, нанесены линии равных концентраций, причем на одной плоскости нанесены линии равных концентраций только одного компонента, на второй - только второго компонента. Все линии равных концентраций каждой пластины соединены между собой цепью электрических сопротивлений, представляющих из себя реостаты, а подвижная каретка двухкоординатного потенциометра, расположенная между пластинами, снабжена двумя изолированными друг от друга контактами, каждый

из которых касается только одной плоскости. Выводы контактов соединены со входом двух вторичных регистрирующих приборов, к вторым входам которых соответственно подсоединены концы цепей сопротивлений, соединяющих линии равных концентраций пластины, которой касается контакт каретки.

На чертел е схематически изображено предлагаемое устройство.

На схеме: 1 - датчики; 2 - блоки преобразования; 3 - двухкоординатный самопишущий потенциометр; 4 и 5 - пластины; 6 - подвижная каретка потенциометра; 7 и 8 - контакты; 9 и 10 - цепи электрических сопротивлений; И .и 12 - вторичные автоматические регистрирующие приборы.

Датчики 1 измеряют два каких-либо параметра, свойства технологического продукта, например плотность и электропроводность. Блоки 2 преобразуют сигналы с датчиков в

форму, необходимую для работы потенциометра 3, например в напряжение постоянного тока. Пластины 4 и 5 жестко соединены между собой, например, шпильками, и их положение жестко зафиксировано относительно потенциометра 3. Пластины изготавливают из материала, одна сторона которого имеет электропроводный слой, например из фольгированного гетинакса. На этом электропроводящем слое в прямоугольных координатах, измеряемых датчиками 1 параметров, наносят Ю линии равных концентраций компонентов. На верхней стороне пластины 4 наносят линии равной концентрации одного компонента, на нижней стороне пластины 5 - линии равной концентрации второго компонента. На месте 15 самих линий электропроводный слой сохраняют, а между ними убирают, например, травлением. Число этих линий выбирают из соображений получения требуемой точности анализа и диапазона изменения концентрации 20 компонента. Например, при диапазоне 30% и точности анализа 1 % (относительных) число линий достаточно 30, при относительной ошибке 0,5% - 60 и т. д. Между пластинами 4 и 5 помещена под- 25 вижная каретка 6, перемещаемая по двум координатам. Каретка снабжена двумя изолированными друг от друга контактами 7 и 8. Контакт 7 касается только пластины 4, контакт 8 - только нластины 5. Линии пластины 4 соединены между собой цепью электрических сопротивлений 9, а линии равных концентраций пластины 5 - цепью сопротивлений 10. Один конец цепи сопротивлений 9 подключен к одному входу 35 вторичного регистрирующего прибора 11, ко второму входу этого прибора подсоединен контакт 7,- скользящий по пластине 4. Соответственно один конец цепи сопротивлений 10 подключен к входу прибора 12, к второму 40 входу этого прибора подключен контакт 8, скользящий по пластине 5. Сигналы, вырабатываемые датчиками 1, в каждый момент времени пропорциональны значениям измеряемых параметров техноло- 45 гической среды. Преобразованные блоками 2 они поступают на входы автоматического двухкоординатного потенциометра 3, одна координата которого отградуирована в единицах одного измеряемого параметра, а вто- 50 рая - в единицах второго измеряемого параметра. Под действием этих сигналов подвижная каретка 6 потенциометра занимает определенное положение относительно осей координат и линий равных концентраций ком- 55 понентов. Тогда, например, контакт 7 касается какой-то определенной линии равной концентрации компонента и к входу вторичного прибора 11 подключается определенное число сопротивлений 9 цепи. Электрическая цепь замыкается следующим образом: один вход прибора II - часть сопротивлений 9 цепи - соединительный провод от цепи сопротивлений до линии равной концентрации-линия равной концентрации- 65 30 60 контакт 7 - соединительный провод от контакта 7 до второго выхода прибора 11 - второй выход прибора 11. Таким образом, в каждый данный момент времени ко входу прибора 11 подключается величина сопротивления, совершенно однозначно связанная с концентрацией только одного компонента, а к входу прибора 12 - величина сопротивления, однозначно связанная с концентрацией только второго компонента. При изменении состава среды изменяются сигналы датчиков, изменяется соответственно положение каретки 6, контакты 7 и 8 будут касаться других линии равных концептраций компонентов и к входам приборов 11 и 12 подключаются соответственно другие сопротивления, показания приборов изменятся. Если концентрация одного компонента остается постоянной, то каретка 6 будет перемещаться так, что один из контактов, например 7, будет скользить по одной линии равной концентрации, тогда и величина сопротивления, подключенного к прибору 11, не будет изменяться, соответственно не изменятся показания прибора. В качестве вторичных приборов (см. чертеж) могут быть использованы автоматические уравновешанные самопишущие мосты или логометры. В этом случае абсолютная величина сопротивлений R выбирается так, чтобы сумма всех сопротивлений цепи лежала в пределах величины, измеряемой выбранным вторичным прибором. Необходимо только, чтобы сопротивление электропроводного слоя линии равной концентрации в сумме с сопротивлением соединительных приборов было меньше по крайней мере на порядок, чем сопротивление одного JR. В качестве вторичных приборов II и 12 могут быть использованы также самопишущие автоматические потенциометры или вольтметры. В этом случае параллельно цепям сопротивлений 9 и 10 необходимо подключить источники напряжения. Тогда при изменении состава технологической среды, т. е. при изменении концентрации компонентов, будет изменяться величина напряжений, подключенных соответственно к входам приборов 11 и 12. Если вторичные регистрирующие приборы имеют по одному заземленному входу, контакты 7 и 8 также могут заземляться. Это не отражается на работе устройства и упрощает схему электрических соединений, Чтобы на кривых изменения концентраций компонентов, записываемых приборами II и 12, не было разрывов в момент перехода контактов 7 и 8 с одной линии равной концентрации на другую через изолирующий участок, ширина контактирующих поверхностей этих контактов с пластинами 4 и 5 должна быть немного больше ширины изолируюшего промежутка между двумя соседними линиями равных концентрации.

Для повышения точности устройства функции сопротивлений 9 и 10 могут выполнять, например, проволочные реостаты, выполненные из высокоомного материала. Каждое отдельное сопротивление будет представлять собой один или несколько витков такого реостата.

Предмет изобретения

Устройство для анализа трехкомпонентныхсред, содержащее датчики, блоки преобразования сигпалов датчиков, двухкоординатный самопишущий потенциометр, диаграмму «Свойства-состав,отличающийся

тем, что, с целью повышения точности измерений и непрерывной регистрации каждого компонента среды в отдельности, диаграмма «Свойства-состав выполнена на двух пластинах, расположенных одна над другой и

жестко соединенных между собой, на плоскостях которых, обращенных друг к другу, нанесены линии равных концентраций, причем на одной плоскости нанесены линии равных концентраций только одного компонента, на второй - только второго компонента; все линии равных концентраций каждой пластины соединены между собой цепью электрических сопротивлений, представляющих из себя

реостаты, а подвижная каретка двухкоординатного потенциометра, расположенная пластинами, снабжена двумя изолированными друг от друга контактами, из которых касается только одной плоскости,

выводы контактов соединены с входом двух вторичных регистрирующих приборов, к вторым входам которых соответственно подсоединены концы цепей сопротивлений, соединяющих линии равных концентраций пластины,

которой касается контакт каретки.