CS218302B1

CS218302B1 - Connection of the measurement circuit (electrically conductive foam height

Info

Publication number: CS218302B1
Application number: CS750680A
Authority: CS
Inventors: Milan Krivanek; Vladimir Slama
Original assignee: Milan Krivanek; Vladimir Slama
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká zapojení, pomocí kterého ■se měří výška elektricky vodivé pěny v různých chemických aparátech, například ve fermentorech. Zapojení je tvořeno zdrojem stejnosměrného proudu zapojeným na vstup bloku omezovačích odporů, kde výstupy tohoto bloku jsou kabelem propojeny na vícekontaktní sondu a současně i na vstupy bloku usměrňovačích diod, jehož výstupy jsou zapojeny na vstupy bloku filtračních členů. Zapojení je charakterizováno tím, že výstupy z bloku usměrňovačích diod jsou současně propojeny na řídicí elektrody bloku spínačů. Emitory tohoto bloku jsou připojeny na uzemněný nulový vodič, přičemž kolektory bloku spínačů jsou zapojeny přes odpovídající odpory bloku kolektorových odporů na zdroj stejnosměrného proudu a současně i na vstupy sečítacího zesilovače. Na výstupu sečítacího zesilovače je potom zapojen přístroj pro měření výšky hladiny pěny.The invention relates to a circuit by means of which the height of electrically conductive foam is measured in various chemical apparatuses, for example in fermenters. The circuit is formed by a direct current source connected to the input of the limiting resistor block, where the outputs of this block are connected by a cable to a multi-contact probe and simultaneously to the inputs of the rectifier diode block, the outputs of which are connected to the inputs of the filter element block. The circuit is characterized in that the outputs from the rectifier diode block are simultaneously connected to the control electrodes of the switch block. The emitters of this block are connected to a grounded neutral conductor, while the collectors of the switch block are connected via the corresponding resistances of the collector resistor block to the direct current source and simultaneously to the inputs of the summing amplifier. A device for measuring the height of the foam level is then connected to the output of the summing amplifier.

Description

Vynález se týká zapojení, pomocí kterého se měří výška elektricky vodivé pěny v různých chemických aparátech, například ve fermentorech.The invention relates to a circuit by which the height of an electrically conductive foam is measured in various chemical apparatuses, for example in fermenters.

Dosud známá zapojení pro měření výšky elektricky vodivé pěny využívají jednak metody úplného či částečného· odrazu světla, •resp. záření od povrchu dané vrstvy, jednak rovněž způsobu vyhodnocování změny napětí na jedné či více kontaktních sondách nebo odporových sondách.The hitherto known circuitry for measuring the height of the electrically conductive foam utilizes the methods of total or partial light reflection; radiation from the surface of the layer, and also a method for evaluating the voltage change at one or more contact probes or resistance probes.

Jedna z používaných optických metod spočívá v tom, že je ze světelného zdroje vyzařován paprsek či svazek paprsků na měřenou hladinu, na níž se odráží buď úplně, nebo čáístečně ve směru osy přijímače záření a intenzita odrazu je potom následně pomocí elektrického obvodu vyhodnocována.One of the optical methods used is that a beam is emitted from a light source to a measured level on which it is reflected either wholly or partially in the direction of the axis of the radiation receiver, and the reflection intensity is then evaluated by means of an electrical circuit.

Tato i jiné optické metody, založené na obdobných principech měření, jsou sice velmi přesné a umožňují získat plynulý údaj o výšce hladiny, který je použitelný v dalším procesu zejména pro regulaci výšky hladiny.These and other optical methods, based on similar measurement principles, are very accurate and allow to obtain a smooth level indication, which can be used in the next process, especially for level control.

Nevýhodou v použití optických metod je však to, že jsou proveditelná pouze zapojeními, kteřá jsou po elektronické a mechanické stránce složitá, výrobně nákladná a vyžadují pravidelnou údržbu.The disadvantage of using optical methods, however, is that they are only feasible by wiring, which is complicated electronically and mechanically, expensive to manufacture, and requires regular maintenance.

Ostatní metody založené na získávání údajů pro vyhodnocovací obvod z jedné či více kontaktních sond jsou vhodné pouze pro nastavování výšky hladiny, popřípadě signalizaci havarijního stavu. Ze zapojení, využívajících těchto metod lze takto pro regulaci výšky hladiny získat však pouze dvoupolohové údaje.Other methods based on obtaining data for the evaluation circuit from one or more contact probes are suitable only for level adjustment or alarm signaling. However, only two-position data can be obtained from the connections using these methods for level control.

Shora uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení podle vynálezu, které řeší měření výšky elektricky vodivé pěny, a které je tvořeno zdrojem střídavého proudu zapojeným na vstup bloku omezovačích odporů, kde výstupy tohoto bloku jsou kabelem propojeny na vícekontaktní sondu a současně i na vstupy bloku usměrňovačích diod, jehož výstupy jsou zapojeny na vstupy bloku filtračních členů. Zapojení je vyznačeno tím, že výstupy z bloku usměrňovačích diod jsou současně propojeny na řídicí elektrody bloku spínačů. Emitory tohoto bloku jsou připojeny na uzemněný nulový vodič, přičemž kolektory bloku spínačů jsou zapojeny přes odpovídající odpory bloku kolektorových odporů na zdroj stejnosměrného proudu a současně i na vstupy sečítacího zesilovače. Na výstupu sečítacího zesilovače je pak zapojen přístroj pre měření výšky hladiny pěny.The above-mentioned drawbacks are eliminated in the circuit according to the invention which solves the measurement of the height of the electrically conductive foam and which consists of an AC source connected to the input of the block of resistors, where the outputs of this block are connected , the outputs of which are connected to the inputs of the filter element block. The wiring is characterized in that the outputs from the rectifier diode block are simultaneously connected to the control electrodes of the switch block. The emitters of this block are connected to a grounded neutral conductor, the collectors of the switch block being connected via the corresponding resistors of the collector resistor block to the DC source and simultaneously to the inputs of the summing amplifier. A foam level measuring device is then connected to the summing amplifier output.

Výhodou zapojení podle vynálezu je podstatně jednodušší úprava celého elektrického obvodu oproti doposud známým zapojením a jeho nízká pořizovací hodnota. V neposlední řadě je předností tohoto zapojení dlouhodobá stabilita získaného údaje, možnost jeho využití pro plynulou regulaci výšky hladiny a rovněž nenáročnost celého zapojení na obsluhu.The advantage of the circuit according to the invention is that it is much easier to modify the entire electrical circuit compared to the hitherto known circuitry and its low acquisition value. Last but not least, the advantage of this connection is the long-term stability of the obtained data, the possibility of its use for the continuous level control and also the low demands of the whole connection to the operator.

Příkladné zapojení obvodu pro měření výšky elektricky vodivé pěny podle vynálezu je dále schematicky znázorněno na připojeném výkrese.An exemplary circuit for measuring the height of the electrically conductive foam according to the invention is further schematically shown in the attached drawing.

Ve znázorněném provedení je vyznačena uzemněná nádrž fermentoru, v níž je uložena vícekontaktní sonda 5. Zapojení vícekontaktní sondy 5 na zmíněný obvod je následující:In the embodiment shown, a grounded fermenter tank is housed in which a multi-contact probe 5 is housed. The connection of the multi-contact probe 5 to said circuit is as follows:

Zdroj střídavého proudu 1 o napětí například 12 V/50 Hz, je zapojen přes stejné odpory bloku 2 omezovačích odporů na propojovací kabel 3, který je svým druhým koncem napojen na vícekontaktní sondu 5 pro měření výšky hladiny pěny ve fermentoru.An AC power source 1 with a voltage of, for example, 12 V / 50 Hz, is connected via the same resistors of the limiting resistor block 2 to a connecting cable 3, which is connected at its other end to a multi-contact probe 5 for measuring the level of foam in the fermenter.

Vícekontaktní sonda 5 je tvořena předem stanoveným počtem sond, v konkrétním případě 6 sondami, odstupňovanými rovnoměrně podle délky. Na každé jednotlivé sondě je střídavé napětí, které při dotyku sondy s elektricky vodivou pěnou poklesne. Napětí na jednotlivých sondách jsou současně napojena na vstupy bloku 6 usměrňovačích diod, jehož výstupy jsou zapojeny na vstupy bloku 7 filtračních RC členů. V tomto bloku se jednocestně usměrněné střídavé napětí z jednotlivých sond vyhladí a částečně se integrují i změny napětí způsobené nahodilým kolísáním výšky hladiny pěny. Výstupy z bloku 6 usměrňovačích diod jsou současně připojeny na řídicí elektrody 40 až 45 bloku 9 spínačů, tvořeným například integrovaným spínačem. Emitory 30 až 35 bloku 9 spínačů jsou zapojeny n.a uzemněný nulový vodič 11. Kolektory 20 až 25 bloku 9 spínačů jsou zapojeny přes odpovídající odpory bloku 13 kolektorových odporů na zdroj 14 stejnosměrného proudu, který má stabilizované napětí. Kolektory 20 až 25 bloku 9 spínačů jsou současně napojeny na vstupy 50 až 55 sečítacího zesilovače 16 s velkou integrační konstantou.The multi-contact probe 5 consists of a predetermined number of probes, in the particular case 6 probes, scaled uniformly over the length. There is an alternating voltage on each individual probe, which drops when the probe touches the electrically conductive foam. The voltages on the individual probes are simultaneously connected to the inputs of the block 6 of the rectifier diodes, whose outputs are connected to the inputs of the block 7 of the filter RC elements. In this block, the one-way rectified AC voltage from the individual probes is smoothed and the voltage variations caused by random fluctuations in the foam level are also integrated. The outputs of the rectifier diode block 6 are simultaneously connected to the control electrodes 40 to 45 of the switch block 9, for example an integrated switch. The emitters 30 to 35 of the switch block 9 are connected to a grounded grounded conductor 11. The collectors 20 to 25 of the switch block 9 are connected via corresponding resistors of the collector resistor block 13 to a direct current source 14 having a stabilized voltage. The collectors 20 to 25 of the switch block 9 are simultaneously connected to the inputs 50 to 55 of the addition amplifier 16 with a large integration constant.

Jsou-li všechny spínače bloku 9 spínačů rozpojeny, je na všech vstupech 50 až 55 sečítacího zesilovače 10 stejná část napětí zdroje 14 stejnosměrného proudu a na výstupu sečítacího zesilovače 16 s velkou integrační konstantou je maximální hodnota napětí, při které ukazovací přístroj 17 udává maximální hodnotu. Tato hodnota se nastavuje zpětnovazebním odporem 18 ve zpětné vazbě sečítacího zesilovače 18 s velkou integrační konstantou a je dlouhodobě stabilní.When all switches of the switch block 9 are open, the same portion of the voltage of the DC power supply 14 is on all inputs 50-55 of the summation amplifier 10, and at the output of the summation amplifier 16 with a large integration constant . This value is set by the feedback resistor 18 in the feedback amplifier 18 with a large integration constant and is stable over the long term.

Jsou-li všechny spínače bloku 9 spínačů spojeny, bude na neinvertujícím vstupu sečítacího zesilovače 10 s velkou integrační konístanltou pouze minimální hodnota napětí, která je kompenzována změnou odporu 19 tak, aby na ukazovacím přístroji 17 byla nulová výchylka, která je rovněž dlouhodobě stabilní.When all switches of the switch block 9 are connected, only the minimum voltage value at the non-inverting input of the high-integrating summing amplifier 10 will be compensated by changing the resistor 19 so that there is a zero deflection on the indicating device 17 which is also stable in the long term.

Claims

Connection of the circuit for measuring the height of electrically conductive foam, consisting of an AC power source connected to the input of the block of resistors, where the outputs of this block are connected by cable to the multi-contact probe and simultaneously to the inputs of the rectifier diode block. in that the outputs of the rectifier diode block (6) are simultaneously connected to the control electrodes (40, 41, 42,, 43, 44, 45) of the block (9)

OF THE INVENTION The switches and emitters (30, 31, 32, 33, 34, 35) of the switch block (9) are connected to a grounded neutral (11), wherein the collectors (20, 21, 22, 23, 24, 25) of the blck (9) The switches are connected via corresponding resistors of the collector resistor block (13) to the DC power supply (14) and simultaneously to the inputs (50, 51, 52, 53, 54, 55) of the summing amplifier (16), (17) for measuring the level of foam.