Автоматический анализатор для определения содержания металлов в растворах Советский патент 1981 года по МПК G01J3/42 

Изофегение относигся к анапитическсй хнмин и можег быть нспользовано для ав- гомагического определения поэлементного состава веществ в процессе производства этих веществ. Известен автоматический спектрометр для анализа химических соединений tl. Наиболее близким техническим решением к предложенному является автоматический анализатор для определения металлов в растворах, содержащий контуры пробст подготовки по числу точек контроля, составленные из средств пробоотбора, фильтра электромагнитных клапанов и кювет пробоподающего устройства, измерительны с аналоговым выходом, подключенный к блоку регистрации стартстопный программатор-вычислитель со стартовым информацисжным входом, управляемый цифровым логическим блоком с цифровым счетчиком накопителем, соединенный командными шинами с электромагнитными клапанами, пробоподающим устройством в измерительным блоком. Однако этот анализатсф характеризуется недостаточной надежностью, вызванной малой эффективностью автоматической очи- сткн фильтра от наслоений, и отсутствием важной информации времени окончания пробоотбора. Цель изобретения - повышение надежности анализатора и увеличение инффмации об объекте анализа. Цель достигается тем, что в автоматический анализатор для определения содержания металлов в растворах, содержащий контуры пробоподготовки по числу точек контроля, составленные из средств пробоотбора, фильтра, электромагнитных клапанов и кювет пробоподающего устрсЛства, измерительный блок с аналоговым выходом, подключенньй к блоку регистрации, старттопный программато1 -вычислитель со стартовым в информационным входами, управляемый цифровым логическим блоком с цифровым счетчиком-накопителем, соединенный комашшыми шинами с электромагнитными клапанами, пробоподаюшим устробстBOM и кзмеригепьным блоком, в каждый конгур пробоподгоговки между фильгром и гфобоподающим усгройсгвом введен дозагор, а в цифровой логический блок введены часы с ци4ровым выходом две схемы или и двухвходовые схемы совпадения по одной на дозагор, причем дозагор выполнен в виде сосуда с вьтускной хлопа ющей мембраной и снабжен кинемагически связанной с мембраной контакгной парой, соединенной со входами схем совпадения, выходы когорых через схему ИЛИ подключены к стартовому входу программатора вычислителя, а цифровой выход часов связан через схему ИЛИ с информационным входом программагфа-вычислигеля. На чертеже представлена блок-схема автоматического анализатора. Автоматический анализатор соединен с контролируемыми точками пульпопровода 1 (На чертеже показан один контур пробоподготовки). Пульпопровод соединен с входом 2 электромагнитного клапана 3. Вход 4 клапана 3 трубопроводом 5 соединен с сосудом 6, в котором содержится промывочная жидкость для фильтра 7. Выход клапана 3 трубопроводом соединен с входом филБтра 7, в корпусе которого раз мещен фильтрующий элемент, например, в виде керамического пористого цилиндра и сливное отверстие 8. Выход фильтра 7 трубопроводом 9 связан со входом Ю эле ктромагнитного клапана 11, один выход 12 которого предназначен для слива промывочной жидкости, а пругой . еыход 13для слива фильтрата в дозатор 14,с которым выход 13 соединен патрубком 15 , Дозатор 14 состоит из герметичного корпуса 16 со съемной верхней крышкой с двумя патрубками 17 для слива фильтрата и 18 для подачи воздуха Под давлением из резервуара (магистрали) 19 через элекгромагнитный клапан 20. В дно корпу са встроена хлопающая мембрана 21, под которой расположена контактная пара 22, Патрубок 17 соединен с одной из кювет 23 пробоподающего устройства 24. Пробо подающее устройство 24 кроме кювет для фильтрата содержит также кюветы для наполнителя 25 (например воды) и эталона 26, Пробоподающее устройство 24 связано со стартстопным программатором-вььчислителем 27 командными шинами (на чертеже не показаны), Катшляр 28 пробоподающего устройства соединен с раопылителем 29 измервгельнс го блока ЗО. Измерительный блок ЗО оснащен источни хом света 31, модулятором 32, атомиза814 тором 33, устройством вьшеления аналитической линии 34, приемником света 35, усилителем 36 и преобразователем напяжение-частота 37, К аналоговому выхоу 3 8 измерительного блока ЗО подключен регистратор 39, а к цифровому 40накопитель 41 (электрсяный счетчик с адаваемым временем счета) цифрового логического блока 42, Выходы накопитея 41 и часов 43 с цифровым выходом 44 через схему ИЛИ 45 подключаются к информационному входу 45 стартостопноо протрамматора-вычислителя 27, а к его стартовому входу 47 подключен выход второй схемы ИЛИ 48, объединяющей схемы совпадения 49 н 50, Число схем совпадения вида 49 равно числу контуров пробоподготовки, т,е, числу точек контроля -(на чертеже показана одна). Число схем совпадения вида 5О равно числу контактных пар в пробоп.одающем устройстве 24 (на чертеже показана одна пара 51), Контактные пары в устройстве 24 предназначены, по аналогии с контактными парами в дозаторах 14, для пуска программатора-вычислителя 27, Командная шина 52 соединена со входом схемы совпадения 49 и одним контактом контакгной пары 22 дозатора, другой контакт которой непосредственно соединен со вторым входом схемы 49, Аналогично соединены командная щина 53, ксжтактная пара 51 и схема совпадения 5О, Стартстопный программатсзр -вычислитель 27 командными шинами 54-56 соединен соответственно с электромагнитными клапанами 3,11 и 2О, а щины 54 и 56, кроме того, со входами схемы ИЛИ 48, Стартстопный про1Т)амматс -вычислитель соединен с печатающим устройством 57, Анализатор работает следующим офазом. При включении первыми запускаются измерительный блок 30, цифровой логический блок 42 и Стартстопный программатор-вычислитель 27, Стартстопный гфограмматср- вычислитель 27 выставляет команду переключения электромагнитного клапана 3 и останавливается. Появнвщаяся на командной шине 54 Л(Я Ическая единица поступает схему ИЛИ 48 цифровш о логического блока 42 на стертовьш вход 47 программа1Ч5ра-въ1числигепя 27, Г онсходит старт программатора 27 я на шине 55 выставляется лексическая eawawaa команды переключения электромагнитного клапана 11,- Шина 55 не соединена со входом схемы ИЛИ 48, Поэтому программатор 27 остановится при выполнении следующей команды. По шине 52 на схему совпадения 49 поступает логическая единица. По действием поступивших команд электромаг нитные клапаны 3 и 11 переводят кснтуг пробоотбора, в котором они включены, из режима ппомывки в режим фильтрации. При этом поток пульпы из контролируемой точки технологической линии через открыв шийся вход 2 клапана 3 и трубопровод под давлением, необходим для фильтрации, пос тупает на фильтр 7, Избыток пульпы сливается в сток через постоянно открытое в корпусе сливное отверстие 8 в корпусе фильтра 7. Фильтрат через выход 13 электромагнитнсго клапана 11 поступает в Дозатор 14, где происходит его накопление. Когда доза накопившегося фильтрата станет достаточной, давление фильтрата на хлопаюшую мембрану 21 в дне корпуса 16 дозатора 14 создает усилие, превышающее порог срабатывания. Мембрана спускается и замьпсает контактную пару 32. Логическая единима, ранее установлен ная программатором 27 на шине 52, поступает на второй вход схемы совпадения 49, возбуждает на ее выходе логическую единицу, которая через схему ИЛИ 48 воздействует на стартовый вход 47 программатора 27 и запускает его. По шине 55 подается команда переключения электромагнитного клапана 11с последующим запуском программатора и по шине 56 команда на отпирание электромагнитного клапана 2О. Давление воздуха, поступающе го из магистрали, резервуара 19 вытеснит фильтрат из дозатора, перекрытсго электромагнитным клапаном 11, в кювету 23 пробоподающего устройства 24. Кюветы, соответствующие другим точкам контроля, на чертеже не показаны. Следующая -команда вызьюает опрос часов с цифровым выходом и пуск программатора (щина на чертеже не показана). Код, соотвегсгвующий завершению времени отбора пробы, через схему ИЛИ 45 и информацисжный вход 46 вводится в ;стартстопный программатор-вычислитель 27. В кюветах 25 и 26 хранятся, соответственно, наполнитель раствор не содержащий анализируемого элемента и эталсиный раствор (эталон). По командам программатфа 27 кафшляронесущнй механизм 28 обеспечивает -погружение капилляра в кюветы наполнителя 25 и анализируемого фильтрата 23. В измерительном блоке 30, куда растворы вводятся через распылитель 29, производится изменение поглощения (излучения) 216 света истошика 3 1(атомно-абсор&1Яонный или атомно-флуоресцентный метод). Сгарт программатора псущес. вляется благодаря TONty, что каждая логическая единица, выставляемая на командньк шинах в моменты существования команд, попадает на стартовый вход 47 программатора-вычислителя 27 через схему ИЛИ 48 цифрового блока 42. Для этого соответствующие командные шины соединены со входами схемы 45. Световой поток от атомизатора 33 через мснохроматор 34 лопадает на приемник света 35 и преобразуется им в аналоговый электрический сигнал, который регистрируется регистратором 39. Преобразователь чапряжение-частота 37 формирует последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна кнтенсиыюстк светового потока. Эта последовательность поступает на счетчик-накопитель 41. Завершение подачи проб в про- . боподающем устройстве 24 фиксируется замыканием контактных пар 51 h обеспечивает пуски программатора 27 пбсле соответствуюш/лх остановов через схемы совпадения 5О и ИЛИ 48. Определение концентрации состоит в получении попарных отсчетов поглощения (флуоресценции) наполнителем и Пробой или наполнителем и эталоном. Сформированные в накопителе 41 коды отсчетов через схему ИЛИ и информационный вход 46 вводятся в стартстопный программатор-вычислитель 27. По окончании вычислений программатср-вычислитель 27 включает печатающее устройство 57, и оно печатает результаты анализа с указанием времени пробоотбора. В качестве стартстопногоi программатора-вычислителя 27 может быть использована микро-ЭВМ. Перевод кситура пробоотбора в режим промывки производится подачей команд по шинам 54 и 55. При этом промывочная жидкость из резервуара 5 н через вход 4 электромагнитного клапана 3 под необхо днмым Давлением поступает в фильтр 7. Прошедшая через фильтр 7 промьшочная жидкость проходит по трубопроводу 9 а через выход 12 электромагнитного клапаа 11 удаляется из контура пробоотбора, излишки ее удаляются через сливное отверстие 8 в корпусе фильтра 7. Затем икл измерений повторяется для последуюих контуров пробоотбора, не показанных а чертеже. Дискретность работы контуров пробоот- ачи позволяет уменьшить загрязнение

фильгров по сравнению с непрерывным режимом и продлигь срсж их бесперебойной рабогы. Фиксаций «е момента пробоотбора становигся особо необходимой для расчвга количества реагенгов, добавляемых в технологический процесс по данным анализа, сделанного в момент времени выбранный на основе априорного знания корреляцисиной функции Гфоцесса.

Формула изо б р е т е н и я

Автоматический анализатор для определения содержания металлов в растворах, содержащий контуры гфобоподготовки по числу точек контроля, составленные из средств пробоотбрра, фютьгра, электромагнитных клапанов и кювет пробоподающего устройстьа, измерительный блок с аналоговым выходом, подключенный к блоку регистрации, стартстопный программаторвычислитель, со стартовым ч информационным входами, управляемый цифровьпу логическим блоком с цифровым счетчиком-накопителем, соединенный командными шинами с электромагнитными клапанами, про-

боподающим устройством и измерительным блоком, отличающийся тем, что, с целью повьпцения надежности анализатора и увеличения информации об обьекте анализа, в каждый контур пробоподготовки межод фильтром и пробоподающим устрсАством введен дозатор, а в цифровсй логический блсж ввеа/ены часы с цифровым выходом, две схемы ИЛИ и двухвхоДовью

схемы совпадения по однсй на дозатор, причем дозатор выполнен в виде сосуда с выпуклой хлопающей мембран(Л и снабжен кинематически связанной с мембране ксжтактнЫ пар, соединенней со входами

схем совпадения, выходы которых через схему ИЛИ подключены к стартовому входу программатора-вычислителя, а цифровой выход часов связан через схему ИЛИ с информационным входом программаторавычислителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 376668, кл. G О1J 1/44, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 642612, кл. G O1J 3/4О, 1977,