Устройство для автоматическогоКОНТРОля COCTABA МНОгОКОМпОНЕНТНыХжидКОСТЕй Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерения электрофизических характеристик многокомпонентных жидкостей для автоматического контроля их состава и може быть использовано для контроля соста ва молока на молочных заводах, крупных животноводческих комплексах промышленного типа, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Известно устройство для определения влажности материалов, содержаЧцее два генератора фиксированных час тот f и f, измерительную мостовую схему, датчик емкостнс го типа, фильт ры соответствующих частот и вычислительное устройство. При введении в датчик исследуемого материала измерительная мостовая схема разбалансируется и сигналы разбаланса для каждой из частот передаются в вычислительное устройство, где обрабатываются таким образом, что исключат ется влияние на конечный результат одного из мешающих факторов (плотности, температуры, других компонентов материала) D Однако при использовании устройства для контроля состава многоком-понентных жидкостей необходимы большие затраты труда и времени, связанные с ручной настройкой генераторов на новые значения частот для определения содержания каждого из компонентов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения электрофизических характеристик материаипов в широком диапазоне частот, содержащее генератор-качающейся частоты, измерительную ячейку .1 измерительное устройство 1:2 . Недостатком устройства является низкая точность измерений из-за влияния мешающих факторов (в каждый момент времени измерение производится иа одной частоте и в одной точке объема жидкости - в одной пробе). При измерении на одной частоте не удаётся исключить влияние ни одного мешающего фактора при измерении в одной точке объема (в одной пробе) из-за неоднородности жидкости также вносится значительная погрешность. При использовании устройства достигается автоматическое измерение электрофизических характеристик жидкости в широком диапазоне частот, однако из-за низкой точности измерений определение состава.жидкости по отдельным Компонентам практически нельзя выполнить.

Цель изобретения - повышение точности автоматического, контроля состава многокомпонентной жидкости.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве, включающем генератор качающейся частоты, измерительную емкостную ячейку и измерительное устройство, содержащее два генеЪатора качающейся частоты, соединенные с блоком синхронизации качания в противофазе - для автоматического од новременного получения двух противо положных значенийчастот, для осуществления двухчастотного метода измерерий,. блок временных интервалов, установленный между блоком синхронизации и измерительной ячейкой,- для обеспечения проведения измерений в строго определенные моменты времени за период качания частот, систему датчиков, установленных в объеме измеряемой жидкости на различных уровнях - для исключения влияния на результаты измерений неоднородности жидкости (по температуре, плотности и ТоП.) и соединенных через блок скользящего напряжения и электронный ко1 1мутатор с блоком временных интервалов, вычислительное устройство - для обработки результатов измерений и выбора точных значений оптимальных частот, для определения компонента жидкости, соединенное с измерительным устройством, блоком синхронизации качания в противофазе и блоком скользящего напряжения. Это позволяет повысить точность измерений за счет-.проведения измерений двухчастотным методом, усреднения результатов измерений по.всему объему жидкости и автоматического определения точных значений двух оптимальных частот для измерения содержания каждого кo tпoнeнтa.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 взаимное изменение частот двух генераторов качающейся частоты при их работе в противофазе.

Устройство содерухит два генератора 1 качающейся частоты, например по типу прибора Х1-1А с диапазоном качаний 0,2-40МГц, блок 2 синхронизации качания частот генераторов в противофазе, выполненный на осно ве типовых приборов синхронизации работы электрических генераторов, блок 3 временных интервалов, выполн ный на основе кварцевого генератора и типовой схемы электронных часов с использованием серии логических микросхем К155, электронный коiviy.TaTOp 4, выполненный на основе . типовых схем с использованием микросхем серии К155, блок 5 скользящего напряжения на базе быстродействующего шагового- искателя, систему датчиков 6 емкостного типа, установ ленных на трех (а, б и в)уровнях в объеме исследуемой жидкости, блок 7 частотных фильтров для выделения сигналов определенных частот измерительное устройство 8, вычислительное устройство 9, в качестве которого может быть использовано управляющее вычислительное устройство 158 СМ-5. Входы rejiepaTOpOB 1 качающейся частотны соединены с блоком 2 синхронизации, а выходы их соединены с входом электронного коммутатора 4. Выход блока 2 синхронизации соединен с входом блока 3 временных интервалов, выход которого подключен к входу электронного коммутатора 4, а выход последнего - -к входу блока 5 скользящего напряжения. Выход блока 5 скользящего напряжения соединен с датчиками 6, выходы которых подключены к блоку 7 частотных фильтров. Блок 7 частотных фильтров через измерительное устройство 8 связан с вычислительным устройством 9, выход которого включен на вход блока 5 скользящего напряжения и блока 2 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

По команде, от вычислительного уст. рой-ства 9 происходит включение блока

2синхронизации, который в свою очередь включает два генератора 1 качающейся частоты и синхронизирует их работу (фиг.2). По этой же команде блок 5 скользящего напряжения подключает к выходу электронного коммутатора 4 группу датчиков одного из уровней а, б или в. При достижении синхронной работы генераторо.в 1 в противофазе .(см. фиг. 2) происходит включение блока 3 временных интервалов. Блок 3 временных интервалов

по заранее заданной программе выдает электрические импульсы на включение электронного коммутатора 4.

Сущность программной работы блока

3временных интервалов заключается в следующем.

В определенных зонах качания (см. фиг. 2) блок 3 временных интервалов выдает импульсы с больщой частотой для нахождения наиболее чувствительной точки, где определение компонента происходит с максимальной точностью. Затем, после паузы происходит переход к новой зоне, где определяется другой компонент жидкости. При включении электронного коммутатора 4 выходы генераторов 1 через блок 5 скользящего напряжения замыкаются на измерительные датчики б уровня а -(в данном устройстве к четырем датчикам). Сигналы с датчиков -6 поступаютнг блок 7 частотных фильтров, затем в измерительное устройство 8 и вычислительное устргшство 9« Вычислительное устройство 9 заносит полученную информацию в оперативную память и дает команду на второе полное качание частоты генера торов 1. При. этом блок 5 скользящего напряжения подключаетвыход электрон ного коммутатора 4 к датчика 6 уровня. Аналогично с использованием датч ков 6 уровня происходит третье кача 1ие. Вычислительное устройство 9 обрабатывает информацию в два этапа; Определение оптимальных частот., определение состава жидкости. Таким образом, повышение точности измерений достигается за счет трех аспектов: измерение производится в каждый момент времени на основе двухчастотного метода; оптимизируется частота измерений; измерение охватывает весь объем жидкости. Использование предлагаемой конструкции устройства позволяет производить автоматическое измерение состава многокомпонентной жидкости двухчастотным методом. Ликвидируется отбор нескольких проб вследствие проведения измерений во многих точках объема жидкости. Экономическая эффективность приме нения устройства обеспечивается уменьшением затрат труда и времени. на анализ состава продукта и улучшением его качества за счет высокой точности анализа. Формула изобретения I. Устройство для автоматического контроля состава многокомпонентных жидкостей, содержащее генератор качающейся частоты, измерительную ячейку и измерительное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введен второй генератор, включенный через блок синхронизации в противофазе с первым, причем между блоком синхронизации и измерительной ячейкой установлен блок, временных интервалов, а измерительная ячейка представляет собой систему датчиков, установлен1НЫХ на различных уровнях в объеме измеряемой жидкости и соединенных через блок скользящего напряжения и электроннвлй коммутатор с блоком временных интервалов. 2 Устройство по п.3,0 тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит вычислительное устройство, соединенное с измерительным устройством, блоком синхронизации и блоком скользящего напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3323045, кл. 324-61, 1967. 2.Кричевский Е. С. и Тонкой Е.П. Экспрессный метод получения частотных характеристик влажных материалов. - Приборы и системы управления, 1968, 2, с.51 (прототип).

, Зена n