Плотномер жидкости Советский патент 1981 года по МПК G01N9/22 

1

Изобретение относится к иэмеригельной технике.и может быть исполь эовано для определения жидкостей.

По основному авт.св. 826213 известен плотномер жидкости, содержащий сосуд с исследуемой жидкостью, поплавок с постоянным магнитом, термрстатируемую ванну, соленоид, соединенный с блоком развертки тока соленоида первым входом отсчетного устройства, индикатор положения поплавjca, состоящий из чувствительной катуш ки индуктивности и варикапа, включенных в колебательный контур В4генератора, ограничитель хода поппав.ка, три схемы И два ключа, счетный триггер, последовательно соединенные схему ИЛИ и схему возврата поплавка , вход которой подключен к первому входу блока развертки тока соленоида и к управляющему входу третьего ключа, инвертор, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и с четвертым входом блока развертки тока соленоида, запоминающий конденсатор и истоковый повторитель .

Запускающий вход блока развертки соединен с нулевым входом счетного триггера и вторым входом третьей охемы И, первый вход которой соединен с выходом индикатора положения поплавка, входом инвертора и первыми входами первой и второй схем И, причем выход третьей схемы И подключен ко второму входу блока развертки тока соленоида и отсчетного устройства, выход которого соединен с первым входом схемы ИЛИ. Ко второму входу схемы ИЛИ

10 подключен выход первой схемы И, второй вход которой соединен со ъторчал входсм второй схемы И и единичным выходом счетного триггера, ко входу которого подключен выход второй схе15мы И. Замыкающие контакты второго ключа последовательно с замыкающими контактами третьего ключа включены в цепь заряда запоминающего конденсатора, а размыкающий контакт тре20тьего ключа включен в цепь разряда запоминающего конденсатора, соединенного со входом истокового повторителя, выход которого соединен с варикапом

Недостатком этого плотномера является большая погрешность измерения в начальных восьми-десяти циклах измерения (длительность цикла 15-20 с), так как при включении при30

бора поплавок находится в случайной точке дна сосуда.

Сила, удерживакхцая поплавок у дна сосуда пропорциональна напряженности поля соленоида, максимум которой находится в центре, а при удалении по радиусу монотонно убывает.

Учитывая пропорциональность напряженности току соленоида, получаел4 минимум тока отрыва при старте поп|Лавка в центре дна и увеличение тока по мере удаления точки старта от центра. В течение восьми-десяти циклов поплавок постепенно смещается в центр сосуда, дальнейшие отсчеты плотности стабилизируются.

Цель изобретения - повышение точ ности начальных циклов измерения плоности.

Указанная цель достигается.тем, что в плотномер введены схема установки поплавка, реле времени и ключ, причем вход реле времени соединен с переключавадим контактом первого ключа, первый выход реле времени - со входом схемы установки поплавка, выход которой соединен с пятым входом блока развертки, а второй выход реле времени - с управляющим входом четвертого ключа, переключающий контакт которого подключен к клемме минус источника заряда запоминающего конденсатора, а замыкающий контакт к общей шине.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Плотномер содержит сосуд 1 с не-, слеуемой жидкостью, помещенный в термостатированную ванну 2, неподвижно закрепленную на соленоиде 3 так, чтобы дно сосуда 1 было строго перпендикулярно оси соленоида 3, ограничитель 4 хода поплавка, поплавок 5 , выполненный, например, из кварцевого стекла, включающий магнитный цилиндрический сердечник, индикатор положения поплавка, состоящий из чувствительной катушки 6 л варикапа у. , включенных в задающий колебательный контур ВЧ-генератора 7, отсчетное устройство (цифровой вольтметр) 8, фиксирукяцее значение тока соленоида 3, логическую схему И 9, выход которой соединен с запусканвдим входом отсчетного устройства 8 и входом ff блока 10 развертки тока соленоида, обеспечивающего изменение тока соленоида 3 по заданному закону и стабилизацию тока в момент отрыва поплавка 5 от дна сосуда 1{ счетный триггер 11,выход О которого соединен со входом Я схемы И 9 и запускающим входом блока 10 развертки тока соленоида, а выход Т соединен со входом П логических схем И 12 и 13; схему возврата поплавка 14, выход которой соединен со входом I блока 10 райвертки тока соленоида и управляющим входом ключа КЗ, а вход - с выходом логической схемы ИЛИ 15, один из входов которой соединен с выходом схемы И 13, а второй - с выходом отсчетного устройства 8, инвертор 16, вход которого соединен с выходом генератора 7, входами схем и 9, 12 и 13, а выход - с управлякхдим входом ключа К2 и четвертым входом блока 10 развертки тока соленоида; исто,ковый повторитель 17, выход которого через резистор Ля подключен к варикапу V, а вход к запоминающему конденсатору С2 и через последовательно включенные нормальноразк/алкающие контакты ключей КЗ и К2 с резистором R( и ключом запуска К1 (цепь заряда конденсатора С2); схему 18 установки поплавка, выход которой соединен с пятым входом блока 10 развертки тока соленоида; реле времени 19, вход которого соединен с переключающим контактом ключа К1, первый выход - со входом схемы 18 установки поплавка, а второй выход с управляющим входом ключа К4, переключающий контакт которого подключен к выводу минус источника заряда запоминсиощего конденсатора, а замыкающий контакт - к общему проводу. Закыкающий контакт ключа КЗ соединен зо второй обкладкой конденсатора С2 и общим проводом (цепь разряда конденсатора С2), замыкающий контакт ключа К1 соединен с выводом плюс источника заряда запоминающего конденсатора, выход схемы И12 соединен со входом счетного триггера 11.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии через соленоид 3 течет максимальный ток и поплавок 5 притянут ко дну сосуда 1. Конденсатор С2 через размыкающие контакты ключей К1, К2, КЗ зашунтирован резистором R и напряжение на нем равно нулю.Коходное напряжение истокового повторителя 17 также равно нулю, и емкость варикапа V максимальна.

Вследствие этого частота генератора 7 равна минимальному значению и на входе инвертора 16 и входах I схем 9, 12 и 13 присутствует сигнал соответствующий логической единице. На входе реле времени 19 и на его выходах присутствует логический 0. При включении ключа К1 запуска на входе реле времени 19 появляется логическа 1, запускающая реле времени 19, в результате чего на первом выходе реле времени 19 устанавливается логическая 1, запускакхцая схему 18 установки поплавка (например, мультивибратор) , которая подает на пятый вход блока 10 развертки чередование логического О и логической 1, изменякадее ток соленоида 3 от максимального до минимального значения

.логический О соответствует максимальному значению тока соленоида 3, а логическая 1 - минимальному). В течение этих циклов поплавок 5 несколько раз всплывает и притягивается, постепенно устанавливаясь в центре сосуда 1. Через 50 с реле времени 19 выключается, на его первом выходе и выходе схемы 18 установки поплавка появляется логический О. Одновременно на втором выходе реле времени 19 появляется логическая 1, включается ключ К4 и подключает вывод минус источника заряда запоминающего конденсатора, замыкая цепь заряда конденсатора С2.

Дальнейшая работа плотномера осуМествляется в последовательности, описанной в прототипе. Предлагаемое устройство обеспечивает измерение плотности с предварительной установкой поплавка в центр сосуда, что устраняет погрешность измрения, имеющуюся в начсшьных циклах измерения, вызванную стартами поплавка из разных точек дна сосуда.

Формула изобретения

Плотномер жидкости по авт.св. № 826213, отличающийся тем, что, с целью повышения точности начальных циклов измерения, в него введены схема установки поплавка, реле времени и ключ, причем вход реле времени соединен с переключаю,1цим контактом первого ключа, первый выход реле времени - со входом схемы установки поплавка, выход которой соединен с пятым входом блока разверки, а второй выход реле времени с управляющим входом четвертого ключа , переключающий контакт которого подключен к клемме минус источника заряда запоминающего конденсатора, а замыкающий контакт - к общей шине.

Источники информации, jпринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 826213, кл. G 01 Н 9/22, 1977 (прототип),