Устройство для автоматического контроля и регулирования соотношения концентрации двух растворенных в воде компонентов Советский патент 1954 года по МПК G05D29/00 

Устройство для автолатического контроля и регулирования соотношения концентрации двух растворенных в воде компонентов, например, содержания NaOri н ALO;; в глиноземных растворах, основанное на одновременном измерении плотности и электропроводности раствора, с преобразованием измеренных величин в электрические, при помощи реостатных датчиков, связанных с подвижными система: п1 измерителей плотности и электропроводности, известны.

Устройства такого назначения не обеспечивают предварительного уменьшения концентрации исследуемого раствора при измерении его электропроводности.

В предлагаемом устройстве эют недостаток устранен примсгснием двух автоматических потенцног штров, предназначенных для нодач ; на них напряжений датчиков, движки которых механически связаны собой, а снимае.мьгс с; ннх напряжения поданы навстречу другу в цепь nepeMeHi.aioniero оалансирующего двигателя с той целью, чтобы угол поворота последнего прн достижении взаимной компенсации сравниваемых напряжений, указывал отношение концентрации компонентов в контролпрземом растворе.

Кроме тоге, в устройстве применены лве группы сосудов с постоянныл уровнем, снабл сенных в иижu::-i i члстн калиброван1ьпп1 отверстиями, размеры которых подобраны такнм образом, чтобы количества поступающих чеоез них смешивае:лых раствора и разбавителя ьаходились в определенном заданном соотно1иении.

На фиг. 1 изображена схема части устроГгства, служащая для разбавления и измерения электрического сонротизления разбазлеиного растЕор;;; и (Ькг. 2-электрическая схема BLero устройства; на фиг. 3- диаграм,:а, псясняюилая работу устройства.

Для разбавления раствор цор-: лъной коицентрации по трубе / непрерывно поступает в сосуд 2 с

постоянным уровнем, ноддерживасмым удаленг ем избытка раствора через слив 3. Раствор вытекает через калиброванное отверстие 4 в боковой стенке сосуда.

Разбавлеяне производится охлажденным чистым конденсатом, ноступающим по хрубе 5 в друго сосуд 6 с постоянным уровнем, а затем вытекаюш,им через два каднброванных отверстия 7 в дне сосуда. Раствор и конденсат ноступа от 15 третий сосуд 8, где смешиваются, образуя раствор, разбавленпый в десять раз. Затем разбавленный раствор через калнброванное отве)стие 9 сдиваетея в сосуд 10, где енова разбавляется конденсатом, постунатощим из сосуда 6 до одной сотой начальной концентрации.

Окончательно разбавленный раствор протекает через электролитическую ячейку 11 в виде сосуда с двумя введенными в нее электродами. Последняя включена последовательно с компенсащ-гогшын сопротивлением 12, заключен Ь м к изолированную трубку, омываемую протекаюншм вокруг нее раствором. Сопротивление меняет свою величину от температуры раствора и служит для компенсации влияний изменения температуры на сопротивление раствора.

Электроды сосуда // последовательно с компенсационным сопротивлением 12 включены на вход автоматического э.лектронного моста 13, регистрируюн;его изменения сопротивления раствора и одновременно снабженного реостатным профилированньш датчиком 14, Г5ключенным в схему счетнорешагондего устройства, в которую датчик включен последовательно с компенсадиоиным сопротивлением 15. В ту же схему включеи реостатный датчик 16 измерителя нлотности, последовательно с компенсац о1 ным сопротивлением 17.

Работа онисывае).ого устройства основана на установленин, практически, прямолинейной зависимости между концентрацией Na,O в растворе и его плотноетью, с одной стороны, и между коанеитрадисй разбавленного pacTBoiia li его

удельной электропроводностью - с другой. На диаграмме показаны полученные экспериментально семейства кривых, дающих зависимость: а) между концентрацией и удельной электропроводностью раствора для ;)азличных значеиий каустического модуля я (индикаторные наклонin ie прямые), а также между концентрацией и плотностью раствора для тех же значеиий модуля а (сплон1ные нря,гые линии).

Обе группы прямых, путем соот;5стствующего подбора маештаба н;:носятся ь-а одной диаграмме образом, чтобы прямые зависимсстн нлотности и Электро-проводностн от концентрации при одном из иапменьших зиачений модуля к (иапример ,) слились в одну наклонную прямую.

При указанном совмещении в одной еистеме координат семейства лря.мых зависн.д1сстей плотности и элек-1ропроврдиости от концентр ан,1П1 определяется следующей системой уравнений:

C:-:Ttg (а + б),

(), ffi -буиЛОО .ig(a-6),

где а-угол наклона прямой, соответствуюидей удельному весу и электропроводности при каустическом модуле az 1,7.

б и в-углы наклона прямых лдeльнol o веса и удельной электроп|товод с;сти нри значении модуля бол1)И:ем чем 1,7.

Как видно из диаграммы, одним и тем же значет-шм концентрации и модулей соответствуют вполне определенные величины электропроводности и удельного веса раствора. Например точкам Х2.

Снимаемый с реостатных датчике;. 16 14 измерителей удельного 15еса и э.гектропроводностп раствора 1 анрял ения иодаются на две систел|;л потенциометров 18 и 19. Движки 22, 23 этих потенциометров мехаиически связаны между собой, а снимаемые движками напряжения подаются навстречу друг другу на 1;ход усилителя 20 автоматического riDTCuHHOMCTi.ui, на 15ыходе которого

включен фазовый двигатель 21, перемещающий оба связанных между собой двнжка 22 и 23. Вращение двигателя происходит до тех пор, пока разность напряжений потенциометров на входе усилителя 20 станет равна нулю. При этом угол поворота указателя, укрепленного на оси двигателя, покажет значение

Na 2«

каустического модуля .

/ 1 о

Одновременно, положение движка 22 и, соответственно, падение паг пряжения на участке реостата 24 определяет концентрацию одного из компонентов раствора-Na.,O. Для автоматического регулирования концентрации указанного компонента служит электронный потенциометр 25 с регулирующим устройством, щкала указ.ателя которого непосредственно проградуирована в значениях концентрации КЭоО в растворе.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического контроля и регулирования соотнощения концентрации двух растворенных в воде компонентов, например, содержания NaOH и в глиноземных растворах, основанное на одновременшэм измерении плотности и электропроводности

раствора, с преобразованием измеренных величин в электрические при помощи реостатных датчиков, связанных с подвижными системами измерителей плотности и электропроводности, о т л и ч а ю щ е ес я применением двух автоматических потенциометров, предназначенных для подачи г них напряжений датчиков и движки которых мехаиис ески связаны между собой, а снимаемые с них напряжения поданы навстречу друг другу в цепь перемещающего балансирующего двигателя с той целью, чтобы угол поворота последнего при достижении вза 1мной компенсации сравнивае: 1ых напряжений, указывал отнощение концентрации компонентов в контролируемом растворе.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью предварительного лменьщения концентрации исследуемого раствора прп из1мерении его электропроводности, применены две груипы сосудов с постоянным уровнем, снабженных в нижней части калиброванными отверстиями, размеры которых подобраны таким образом, чтобы количества поступающих через них смещиваемых раствора и .разбавителя находились в определенном заданном соотношении.

Конденсат noc/ie холодильника

ч , .7 i/ U i

-; .-i л :

Л5Э 1 i-t-:,:--.

/«

r /

t I li

1,

Т

I-S

., ..-. 2 ,

Jj.;. -..-. I

I I

VAVAW

./VVxvVVV AA,Vv L-vV V.-.

i

рация С адет

-/- /r -/--/- -7 :f V Z/t. x/

Фиг. 3

Kaijcmn4fr.k. нодуль

df d-3 ri-2 ГУ-.7 d-y d-if // / /

X y / / / / ,/

, . , /

.y /

/ -i /

.-