CS215600B1 - Mikrovlnný kontinuální měřič koncentrace roztoků a suspenzí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká mikrovlnného kontinuálního měřiče koncentrace roztoků a suspenzí, který využívá absorpce mikrovlnné energie. Mikrovlnný kontinuální měřič podle vynálezu sestává z om generátoru, detekčního členu, komponzačního bloku a mikrovlnného měřicího členu. Podstata vynálezu spočívá pak především v uspořádání vnitřní struktury mikrovlnného měřícího členu. V mikrovlnném členu doohází k absorpci mikrovlnné energie, přičemž velikost absorpce je dána útlumem mikrovln v měřených roztocích nebo suspenzích, při zvoleném kmitočtu a teplotě Vzhledem k tomu, že výstupním signálem měřiče je stejnosměrné napětí, může být vynález zařazen do okruhu automatické regulace nebo připojen k řídícímu mikroprocesoru, tj. začleněn do výrobních linek, zejména do provozů chemických a potravinářských závodů, kde je nutno v procesu výroby kontrolovat a řídit ohod výrobních linek kontinuálním měřením koncentrace roztoků nebo suspenzí,.

Description

Vynález se týká mikrovlnného kontinuálního měřiče koncentrace roztoků a suspenzí, který využívá absorpce mikrovlnné energie.

Měřič podle vynálezu je možno začlenit do okruhů měření a regulace výrobníbh linek, ae,Jména v provozech chemických a potravinářských závodů, kde je nutno v procesu výroby kontrolovat a řídit chod výrobníoh linek kontinuálním měřením koncentrace roztoků nebo suspenzí.

Jsou známé nepřímé metody měření koncentrace roztoků, založené na lomu smětla, na stanovení váhového podílu suěiny v roztoku na odstředivce či v sušárně apod. Tyto známé metody měření a používané přístroje mají tu nevýhodu, že jsou většinou jen kontrolního a laboratorního charakteru a nedávají možnost okamžitého převodu zjištěné hodnoty koncentra oe na signál potřebný pro regulaci a řízení procesu výroby. Měřená hodnota koncentrace je kromě toho získávána s nevyhovujícím časovým zpožděním.

Je znám rovněž kontinuální měřič hustoty roztoků nebo suspenzí, jehož podstatou je kontinuální měření hmotnosti látky v konstantním objemu měrného členu, přičemž naměřená hmotnost je převáděna na pneumatický signál. Pro zjištění koncentrace je pak nutno znát závislost mezi mustotou a koncentrací roztoku nebo suspenze.

Nevýhodou tohoto přístroje je jeho značná mechanická složitost, velké rozměry, ovlivni telnost správné činnosti' otřesy a nutnost umístit přístroj na dostupném místě, neboí vyžadu je častou kontrolu a údržbu.

Veškeré popsané měřicí postupy a přístroje pak především nevyhovují požadavkům moderních výrobních technologických linek, zejména neumožňují kontinuální měření koncentrace roztoků či suspenzí s převodem naměřených hodnot na elektrický signál za účelem řízení technologického procesu či linky mikroprocesorem a časovou konstantou, která je zanedbatelná ve srovnání s časovou konstantou regulačních obvodů

Měříoí zařízení musí být kromě toho nenáročné na údržbu a obsluhu a spolehlivé v chodu i při umístění v mokrém či prašném prostředí a odolné proti otřesům Výhodná jsou rovněž měřící zařízení menších rozměrů, použitelné bez dalších úprav pro měření všech typů roztoků či suspenzí. Výše popsané známé měřící metody a přístroje tyto požadavky nesplňují,

Nedostatky známých měřících přístrojů naproti tomu odstraňuje a požadavky moderních výrobních procesů a línek splňuje mikrovlnný kontinuální měřič koncentrace roztoků a suspen »í podle vynálezu, který sestává z cm generátoru, detekčního členu kompenzačního bloku a mikrovlnného měřicího členu, který je charakterizován tím, že 'součástí mikrovlnného měřícího členu je interakční prostor vyplněný dielektrickým materiálem, ve kterém je umístěn měřící kanál. Tento měřící kanál je napojen jedním koncem na odběrové potrubí, na němž je umístěno nejméně jedno teplotní čidlo, a které prochází termostatem. Druhým koncem je měřící kanál napojen na zpětné potrubí.

Teplotní čidlo je s výhodou umístěno v úseku mezi termostatem a měřícím kanálem a je přímo spojeno s kompenzačním blokem.

Možné je rovněž použití dvou či více teplotníoh čidel V případě dvou teplotních čidel jedno čidlo řídí činnost termostatu.

Interakční prostor je zpravidla vytvořen v nejjednodušším provedení, jímž je vlnovod, který však není jediným možným provedením.

Měřič vytvořený podle vynálezu praouje kontinuálně s požadovanou přesností, která je zaručena mikrovlnným měřícím členem, v němž dochází., k absorpci mikrovlnné energie, přičemž velikost absorpce je dána útlumem mikrovln v měřených roztocích nebo suspenzích, při zvoleném kmitočtu a teplotě. Vzhledem k tomu, že výstupním signálem měřiče je stejnosměrné napětí, může být zařezen do okruhu automatické regulace nebo připojen k řídícímu mikroprocesoru. Měřič má kromě toho také malé rozměry, dále minimální požadavky na údržbu a je schopen pracovat bez závad v jakomkoliv pracovním prostředí, např. mokrán, pražném či výbušnán.

Příkladné provedení mikrovlnného kontinuálního měřiče koncentrace roztoků a suspenzí podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu.

Kontinuální měřič sestává z cm generátoru g, spojeného s mikrovlnným měříoím členem 1, který je dále spojen s detékčním členem 6, za kterým následuje kompenzační blok 4· Podstata vynálezu spočívá především v uspořádání vnitřní struktury mikrovlnného měřícího členu 1 , jehož hlavní součástí je interakční prostor 10, vytvořený ve znázorněném provedení jako vlnovod.Do vlnovodu je vložen nízkoztrátový dielektrický materiál 11. např. teflon, keramika apod., který vyplňuje celý průřez vlnovodu. Dielektrický materiál 11, zaplňující interakční prostor 10, tvoří Impedančně přizpůsobený člen pro bezodrazový průchod mikrovlnné energie, Měžený roztok nebo suspenze se do mikrovlnného měříoíhó členu 1 přivádí odběrovým potrubím 2, které před vstupem do interakčního prostoru 10 prochází nejprve termostatem 7 zajišťujícím s určenou přesností konstantní teplotu měřené látky. Takto stabilizovaná teplota měřené látky je měřena teplotním čidlem 8, umístěným v odběrovém potrubí 2, a to mezi termostatem 7 a průtokovým měříoím kanálem g Teplotní čidlo 8 je zapojeno na kompenzační blok 4, eliminující závislost signálu na teplotě měřené látky. Velikost výstupního signálu totiž závisí nejen na měřené koncentraci, ale také na teplotě měřeného prostředí. Teplotně stabilizovaná měřená látka je přivádí do interakčního prostoru 10, přes který prochází průtokovým měřícím kanálem g V tomto kanále dochází k částečnému pohlcení mikrovlnné energie měřenou látkou, přičemž intenzita pohlcování závisí na stupni koncentrace měřené látky. Průřez průtokového měřícího kanálu je stanoven tak, aby byla dodržena potřebná citlivost měření pro mařenou látku a použitý kmitočet. Zpětným potrubím g se měřená látka potom vede zpět nebo do odpadu

Mikrovlnná energie se do interakčního prostoru 10 přivádí z om generátoru g, který může být tvořen např. osoilátorem s gunnovou diodou, klystronem apod odděleným např. feritovým izolátorem, zeslabovačem atd

Na výstupní část interakčního prostoru 10, v tomto případě vlnovodu,mikrovlnného měřícího členu 1 je připojen detekční člen 6, který obsahuje např. oddělovací zeslabovač, zakončený přechodem koaxiál-vlnovod s držákem diody detekčního členu 6. Z diody se získává stejnosměrné napětí, které je funkcí koncentrace měřené látky, a které se přivádí do kompenzačního bloku £, kde je upraveno kromě již zmíněnou teplotní kompenzaci i posuvem nuly a potřebným zesílením na požadovanou výstupní úroveň napětí, odpovídající příp, požadavkům normalizovaných hodnot napětí.

Claims (3)

1, Mikrovlnný kontinuální měřič koncentarace roztoků a suspenzí, tvořený om generátorem, detokčním členem, kompenzačním blokem a mikrovlnným měřícím členem, vyznačený tím, že součástí mikrovlnného mšříeího členu (1) je interakční prostor (10) vyplněný dielektriokým materiálem (11), ve kterém je umístěn měřící kanál (9), napojený jedním koncem na odběrové potrubí (2), na němž je umístěno nejméně jedno teplotní čidlo (8), a které prochází termostatem (7), zatímco druhým koncem je měřící kanál (9) napojen na zpětné potrubí (3)

2. Mikrovlnný kontinuální měřič podle bodu 1, vyznačený tím, že teplotní čidlo (8) je s výhodou umístěno v úseku mezi termostatem (7) a měřícím kanálem (9), a je spojeno přímo s kompenzačním blokem (4)

3 Mikrovlnný kontinuální měřič podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že interakční prostor (10) je vytvořen ve tvaru vlnovodu