CS232682B1 - Zařízení na elektrické měření koncentrace při rektifikaci chemicky příbuzných kapalin jedné složky ve směsi látek - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení na elektrické měření kaneenitnac© jedné složky ve směsi látek při uektifikaiCi chemicky příbuzných kapalin. Tohoto vynálezu je možno s výhodou použít při. destilacích na rektlflkačníeh kotonách. Podstatou zařízení, které sestává ze snímlaňe tlaku, převodníku tlaku, snímače teploty, převodníku teploty, obvodu pro nastavení výpočtových konstant, jednoúčelového počítače a ukazatele výsledku měření je, že snímač tlaku je přes převodník tlaku, stejně jako snímač teploty přeš převodník teploty a zároveň obvod pro nastavení výpočtových konstant, připojen na vstupy jednoúčelového počítače, když výstup tohoto počítače je spojjen se vstupem ukazjaiteje výsledku měření.

Description

Vynález se týká zařízení na elektrické měření kaneenitnac© jedné složky ve směsi látek při uektifikaiCi chemicky příbuzných kapalin. Tohoto vynálezu je možno s výhodou použít při. destilacích na rektlflkačníeh kotonách. Podstatou zařízení, které sestává ze snímlaňe tlaku, převodníku tlaku, snímače teploty, převodníku teploty, obvodu pro nastavení výpočtových konstant, jednoúčelového počítače a ukazatele výsledku měření je, že snímač tlaku je přes převodník tlaku, stejně jako snímač teploty přeš převodník teploty a zároveň obvod pro nastavení výpočtových konstant, připojen na vstupy jednoúčelového počítače, když výstup tohoto počítače je spojjen se vstupem ukazjaiteje výsledku měření.

3 2 6 S 2 «J

Vynález řeší elektrické měření koncentrace jedné složky ve směsi látek při rektififcaci chemicky příbuzných kapalin měřením teploty bodu varu a tlaku s výhodou při destilaci na rektifikační koloně.

Doposud známá zařízení in|a elektrické měření koncentrace jedné složky ve směsi látek jsou založena na měření jediné vlastnosti, kterou se; měřená látka podstatně liší ,oid látek jí doprovázejících. Je to například měření tepelné vodivosti, dielektrické konstanty, elektrické vodivosti, změny ztrátového úhlu, rychlosti šíření zvukových vln, absorpce světla, útlumu mikrovln a podobně. Zpravidla je toto měření teplotně závislé buď přímo, nebo nepřímo působením na snímače, nebo vlastní měřicí přístroj. Proto je také téměř vždy měřena teplota a výsledný údaj je korigován podle naměřené teploty.

Rovněž jsou známa zařízení, která zjišťují koncentraci jediné složky ve směsi měřením teploty bodu varu. Takové zařízení je popsáno v čs. autorském osvědčení 169 365. Uvedené zařízení je však velmi zjednodušeno zejména proto, že předpokládá stálý atmosférický tlak a jeho změny zanedbává. Jeho podstatou je měřicí můstek, v jehož jedné větvi je termistor ponořený do vroucí kapaliny a v úhlopříčce protilehlé přiváděnému napájecímu napětí je měřicí přístroj cejchovaný v objemových procentech.

Nlyiní bylo nalezeno zařízení na elektrické měření koncentrace jedné složky ve směsi látek při rektlíikaci chemicky příbuzných kapalin sestávající ze snímače tlaku, převodníku tlaku, snímače· teploty, převodníku teploty, obvodu pro nastavení výpočtových konstant, jednoúčelového počítače a ukazatele výsledku měření, jehož podstatou je, že snímač tliaku je přes převodník tlaku, stejně jako snímač teploty přes převodník teploty a zároveň obvod pno nastivení konstant, připojen na vstupy jednoúčelového počítače, když výstup tohoto počítače je spojen, se vstupem ukazatele výsledku měření.

Za ustáleného stavu rektifikační kolony, kdy součet množství destilačních zbytků a destilátu je rovný, jestliže zanedbáme ztráty, množství nástřiku, se v závislosti nia refluxním poměru, rychlosti par ve volném průřezu kolony a tlaku, za kterého je destilace vedena, ustaví na jednotlivých patrech teplotní rovnováha. Teplota bodu varu směsi ina určitém místě kolony je za daného tlaku funkcí složení směsi. Je-li i složení nástřiku stálé, je funkcí jednoznačnou. Tato závislost je pro páry nazývána kondenzační křivkou a pro kapalinu varnou křivkou. Se< vzrůstem tlaků se kondenzační i varná křivka, posouvá směrem k vyšším teplotám, přičemž se zmenšuje šíře heterogenní oblasti mezi párou a kapalinou. Závislost hodů varné a kondenzační křivky nia tlaku můžeme s dostatečnou přesností popsat empirickou Antoineovou rovnicí, která má i termodynamické a kinetické zdůvodnění:

Kde t — je teplota bodu varu; A, B, C — jsou konstanty příslušné danému složení směsi; p — tlak par. Formálně shodné s touto rovnicí jsou i rovnice Augustova a Calingaertova — Davisova, které se liší pouze tím, že obě používají pro všechny látky shodnou, avšak v každé z nich odlišnou hodnotu konstanty C.

Se vrůstem tlaku se mění i závislost mezi jednotlivými· body obou křivek. Tato závislost je lineární a plyne z Duhringova pravidla:

ti = D + E t₂ (^QC) 2

Kde t_x — je teplota hodu varu směsi jednoho složení; t2 — je teplota bodu varu směsi o jiném složení; D, E — jsou konstanty. Pro látky chemicky příbuzné se koeficient E v rovnici (2) liší jen málo od jedné. Protože zařízení podle vynálezu pracuje jen v úzkém rozmezí tlaků a zužování šíře heterogenní oblasti, tento posun teplot kompenzuje, takže způsobená chyba není veilká, je uvedený posun zanedbáván.

Poiložíme-li tedy koeficient E v rovnici (2) rovný jedné, čímž omezíme možnost použití zařízení ,na měření jedné složky ve směsích chemicky příbuzných látek, bude platit, iže rozdíl teplot hodů varů směsí o různém složení je nezávislý na změně tlaku. Těmto· rozdíl teplot bodů varů směsí za uvedené podmínky je· funkcí složení směsi. Tato závislost je nelineární, v praxi však můžeme podle požadované přesnosti zúžit rozsah měřeného složení tak, aby chyba linearity zůstala pod stanoveným liniiiern. ů

Jaké vztažné teploty bodu var ú 'můžeměs výhodou použít teplotu bodu varu čisté složky, jejíž množství měříme. Výhodou je v tomto případě skutečnost, že pro čište složky jsou v mnoha případech konstanty A, B a C z rovnice (1) v literatuře uvede·· my, a neiní nutné je experimentálně stanovit. Tyto konstanty je však možné š doštatěčů mou přesností stanovit pomocí popisovaného zařízení při práci rektifikační kolony za totálního refiluxu. ů _

Na základě popsaných zákonitostí pracuje zařízení podle vynálezu. Na měřeném místě rektifikační kolony je pomocí snímače tlaku 1 měřen tlak par. Snímač tlaku 1 je připojen ke svému převodníku tlaku 2, jehož výstupní elektrický signál nese informaci o snímaném tlaku a ja zaveden do jednoúčelového počítače 6. Na tomtéž místě rektifikační kololny je pomocí snímače teploty 5 měřena teplota. Snímač teploty S je připojen ke svému převodníku teploty 4, jehož výstupní elektrický signál nese informaci o snímané teplotě. Tento signál je také zaveden do jednoúčelového počítače 6.

Do jednoúčelového počítače 6 jsou rovněž zavedeny z obvodu pro nastavení výpočtových konstant 3 konstanty A, B a C. Jednoúčelový počítač 6 vypočte rozdíl mezi teplotou vypočtenou z měřeného tlaku a výpočtových konstant podle rovnice (1) a teplotou skutečně na rektifikační koloně naměřenou a výsledný elektrický signál nesoucí toitormaci o tomto rozdílu teplot a tedy úměrný složení,Směsi je veden na ukazatel výsledku měření 7.

Výhodou tobolo zařízení na měření múioižství jedné slcžky ve směsi látek při destilací na rektifikační koloně je skutečnost, ž>e je uiniiveirzállní. Toto zařízení lze použít pro měření ve všech případech, kdy doprovázející složky mají koeficient E v rovnici (2) jen málo odlišný od jedné. Zpravidla tak tomu je u látek chemicky příbuzných, což je většina případů destilací na rekíifikačních kolonách.

Na připojených výkresech je ma obr. 1 celkové blokové schéma analyzátoru,, na obr. 2 elektrické schéma převodníku tlaku 2 a spolu se snímačem tlaku 1, na cbr.

je elektrické schéma obvodu nastavení konstant příslušných dané látce 3, nia obr.

je elektrické schéma převodníku teploty 4 spojů se snímačem teploty 5 a na obr. 5 je elektrické schéma analogového- počítače 6 spolu s ukazatelem výsledku měření 7.

Převodník pro převod zrněny kapacity snímače tlaku 1, ma napěťový lineární výstup 14 je na obr. 2. Snímač flaku 1 je připojen na svorku 10 a 11 převodníku. Svorka 11 je spojena se společným nulovým vodičem. Svorka 10 je spojena se vstupem napěťového komparátorů monostabilního klopného obvodu 236 a proměnným odporem 207. Druhý konec proměnného odporu 207 je připojen nia výstup napěťového stabilizátoru monostabilního klopného obvodu 206. Monostabilní klopný obvod 286 propojením výstupu komparátorů se vstupem biiistabilního klopného obvodu pracuje ve funkci zpoždění počátku impulsu. Výstup monostabilního klopného obvodu 20S je spojen s jedním! ze vstupů hradel 208 a 210. Na oba vstupy součinového hradla monostabilního klopného obvodu 233 jo připojen odp-oir 201, výstup hradla 205 a jeden ze vstupů hradel 208 a 2B9. Oba vstupy hradla 203 jsou propojeny a spojeny s kondenzátor, elm 202 a výstupem hradla 234. Oba vstupy hradla 204 jsou propojeny a spojeny s výstupem 203. Oba vstupy bradla 203 jsou propojeny a spojeny s kondenzátorem 202 a odporeim 201. Výstup hradla 208 je spojen s jedním ze vstupů hradel 209 a 210. Výstupy hradel 209 a 210 jsou připojeny na vstupy hradla 211. Výstup hradla 211 je Spojen s odporem 212. Odpor 212 je spojen jedlnak s odporom 213 a komdenzátoreim 214 a jednak s invertujícím vstupem tíipůraČníhOl zesilovače 215. Neinvertující vstup operačního zesilovače 215 je připojen na běžec proměnného odporu 217. Výstup operačního zesilovače 215 je připojen jednak na odpor 213 a kondenzátor 214, jednak na svorku napěťového výstupu převodníku tlaku 14. Proměnný odpor 217 je připojen přes odpor 218 jednak na kondenzátor 220 a jednak na svorku záporného napájecího napětí 13. Proměnný odpor 217 je spojen přes odpor 216 s kondenzátorem 219 a svorkou kladného napájecího napětí 12. Kondehzátoiry 219 a 220 jsou připojeny na společný nulový vodič, který je rovněž spojen se> svorkou 15.

Elektrické schéma obvodu nastavení výpočtových konstant je na obr. 3. Svorka kladného napájecího napětí 12 je spojena s proměnným odporem 301 a 309 a přes odpor 305 s proměnným odporem 306. Proměnný odpor 301 je přes odpor 302 spojen s proměnným odporem 303. Proměnný odpor SOS je přes odpor 337 spojen s proměnným odporem 308. Proměnný odpor 309 je spojen přes odpor 310 s proměnným, odporem! 311. Prolměnný odpor 303 je spojen přes odpor 304 jednak s proměnným odporem 338 a svorkou záporného, napájecího napětí 13 a jednak přes odpor 312 na. proměnný odpor 311. Běžec proměnného odporu 303 je spojen se svorkou napěťového výstupu konstanty A 16. Běžec proměnného odporu 306 je spojen se svorkou napěťového výstupu konstanty B 1.7. Běžec proměnného odporu 311 je spojen se svorkou napěťového výstupu konstanty C 18.

Na obr. 4 je elektrické schéma převodníku teploty. Odporový snímač teploty 5 je připojen na svorky 19 a 20 převodníku teploty. Svorka 19 je spojena jednak s odporem' 401, invertujícím vstupem operačního zesilovače 408 a jednak s kondenzátorem 437. Svorka 20 j,e spojena s odporem 402 a přes odpor 406 připojena na. proměnný odpor 410. Odpor 401 je připojen jednak na odpor 403 a jednak na odpory 413 a 415. Oidpior 401 je rovněž připojen ,na záporný pól napájení integrovaného stabilizátoru napětí 417 a na emitor tranzistoru 419. Neinvertující vstup operačního zesilovače 408 je připojen mezi odpory 403 a 404 a také spojen s kondenzátorem 407. Proměnný odpor 439 jo připojen na vývody nulování napěťové mesymetirie vstupů operačního zesilovače 408 a jeho běžec je připojen na společný vodič záporného napájecího napětí. Výstup operačního zesilovače 408 je připojen jednak ma proměnné odpory 410 a 411 a jednak na svorku napěťového výstupu převodníku teploty 21. Odpor 404 je spojen přes odpor 405 se společným nulovým vodičem. Na společný nulový vodič jsou také připojeny komdenzátory 422 a 423 odpory 402 a 416. Společný nulový vodič je vyveden na svorku společného nulového vodiče převodníku teploty

15. Běžec proměnného odporu 411 je přes odpor 412 připojen jednak mezi odpory 413 a 414 a jedniak na kondenzátor 418 a

232632 invertující vstup chybového zesilovače integrovaného stabilizátoru napětí 417. Neinventující vstup 'Chybového zesilovače integrovaného stabilizátoru napětí 417 je připojen mezi odpory 413 a 413. Výstup referenčmího napětí iintegrovaného stabilizátoru 417 je připojen na odpor 41.4 a kmitočtová kompenzace integrovaného stabilizátoru napětí 417 na kondenzátor 413. Vstup napájecího ipapětí integrovaného slabil· zátopu 417 je spojen s napájením výstupního tranzistoru integrovaného stabilizátoru napětí 417, koindenzátorem 423 a svorkou kladného inapájecího napětí 12. Výstup stabilizovaného napětí Integrovaného stabilizátoru napětí 417 je spojen přes Zemerovu diodu 421 jednak s· bází tranzistoru 419 a jednak s odporem 420, Kolektor tranzistoru 419 je spojen s odporem 420, kondenzáioreim 422 a .se svorkou záporného napájecího napětí 13.

Na obr. 5· je elektrické schéma analogového počítače. Svorka 14 je připojena přes odpor 602 jednak na invertující vstup operačního zesilovače 6Π4 a jednak na kolektor tranzistoru 685. Noinvertující vstup operačního zesilovače 684 je jednak spojen se společným nulovacím vodičem <a jeho svorkou 15 a jednak přes kondenzátor 601 je připojen na společný vodič kladného napájecího' napětí a jeho svorku 12. Na vstupy nulování napěťové nesymetrie vstupu operačního zesilovače 834 je připojen proměnný odpor E3S a jeho běžec je připojen na společný vodič záporného napájecího napětí. Společný vodič záporného napájecího napětí je vyveden jednak na svorku 13 a jednak připojen přes kondenzátor 603 na společný nulový vodič. Výstup operačního zesilovače 604 je připojen jednak přes odpor 607 nia proměnný odpor Ě98 a jednak přes odpor 611 na neinvertující vstup operačního¹ zesilovače 615 a odpor 612. Proměnný odpor 698 je připojen jednak na emitor tranzistoru 885 a jednak pros odpor 689 nia teplotně závislý odpor 810 na společný nulový vodič. Báze tranzistoru 685 je rovněž připojena na společný nulový vodič spolu s odporem S12. Invertující vstup operačního zesilovače 615 je připojen jednak přeíS odpor 613 na svorku napěťového vstupu konstanty A 18 a jednak na odpor 614. Na vstupy nulování napěťové (nesymetrie vstupů operačního zesilovače 615 je připojen proměnný odpor 816, jehož běžec je připojen na společný vodič záporného - napájecího napětí. Výstup operačního zesilovače 615 je připojen jednak na odpor 814 a jednak na odpor 618, Emitor tranzistoru 623 je připojen mezi odpory 618 a 6?,2. Kolektor tranzistoru 623 je připojen na společný nulový vodič a jeho báze přes odpor 632 na katodu diody G27. Invertující vstup operačního zesilovače 624 je připojen jednak na odpor 622 a jednak mezi odpor 621 a koudeinzátor 623. Neinvertující vstup operačního zesilovače 624 je připojen na společný nulový vodič. Na vstupy nulování napěťové nesymetrie vstupů operačního' zesilovače 624 je připojen proměnný odpor 826, jehož běžec je připojen na společný vodič záporného napájecího napětí. Výstup operačního zesilovače 624 je připojen jednak ua kondenzátor 62S a jednak přes odpor 629 na invertující vstup operačního zesilovače 838. Neinvertující vstup operačního· zesilovače 03íl je připojen jednak přes odpor 628 na společný nulový vodič a jednak, nia odpor 831. Výstup operačního zesilovače 639 je připojen jednak na anody diod 627 a 613 a jednak na odpor 631. Katoda diody 833 je připojena přes odpor 634 na bázi tranzistoru 833, jehož kolektor je připojen m společný nulový vodič. Emitor tranzistoru 633 je připojen jednak na odpor 637 a jednak přes odpor 636 nia svorku napěťového vstupu konstanty B 17. Odpor 621 je připojen na běžec proměnného odporu 619. Proměnný odpor 619 je přípojem jednak přes odpor 617 na společný vodič záporného napájecího napětí a jednak přes odpor 820 nu společný vodič kladného napájecího napětí. Neinvertující vstup operačního zesilovačů ,e připojen nia společný mulový vodič.

Invertující vstup operačního zesilovače 633 je připojen jednak mezi odpory S37 -a 641 a jednak na kondenzátor 640. Vstupy nulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 63S jsou připojeny ni proměnný odpor 639, jehož běžec je připojen na společný vodíc záporného napáje-čího napětí. Výstup operačního zesilovače 638 je připojen jednak mezí odpory 641 a 642 a jednak na koindeinzátor 640. Odpor 642 je připojen jednak ua neinvertující vstup operačního zesilovače 045 a jednak přes odpor 643 na společný nulový vodič. Invertující vstup operačního zesilovače 645 je připojen jednak na odpor B4S a jednak přes odpor 847 na svorku napěťového vstupu konstanty C 18. Vstupy nulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 843 jsou připojeny nia proměnný odpor 644, jehož běžec je připojen na společný vodič záporného' napájecího napětí. Výstup operačního zesilovače E4!í je připojen jednak na odpor 646 a jednak na odpor 648. Neíavertující vstup operačního zesilovače 632 je připojen jednak přes odpor 649 na společný nulový vodič a jednak přes odpor 650 na svorku napěťového vstupu z převodníku teploty 21. Invertující vstup operačního; zesilovače 832 je připojen mezi odpory 648 a 653. Vstupy nulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 652 jsou připojeny na proměnný odpor 654, jehož běžec je připojen ma společný vodič záporného napájecího napětí. Výstup operačního zesilovače 652 je přípojem jednak na odpor 653 a jednak na svorku napěťového výstupu .amaloigového počítače 22. Mezi svorku napěťového výstupu analogového počítače 22 a svorku 23, která je spojena

1β se společným nulovým vodičem je připojen ručkový ukazatel výsledku měření 7.

Funkční popis uvedeného příkladu zapojení začneme popisem převodníku snímače tlaku 2, jehož schéma e znázorněno na obr. 2.

Hradla 203, 204 a 205 tvoří spolu s odporem 201 a kondenzátorem 202 astabilní multivibrátor. Výstupní signál astabilního multivibrátoru jednak spouítí monostabilní klopný obvod 206, který je zapojen ve funkci zpoždění počátku impulsu, a jednak jo přiveden na jeden ze vstupů logického členu, tvořeného hradly 208, 2S9, 210 a 211, který realizuje funkci EXCLUSIVE-OR. M ndistiabiilní klopný obvod 206 vytváří výstupní impulsy, jejichž máběžná hrana je oproti náběžné hraně vstupních impulsů zkrácena o· dobu

T = 0,7 RC (s, Ώ, F)

Kde T — je doba zkrácení nábšžné hrany impulsu; R — je v daném případě proměnný odpor 207; C — je v daném' případě kapacita snímače tlaku 1. Výstupní signál monostabilního klopného obvodu 206 je přiveden na diruhý vstup logického členu EXCLUSIVE-OR. Výstupní signál logického členu EXCLUSIVE-OR tvořeného hradly 208, 209, 210 a 211 má opakovači frekvenci daním 'frekvencí astabilního multivibrátoru a délku impulsu rovnou T. Tento signál je veden přes odpor 212 na vstup dolnofrekvemční propusti tvořené operačním zesilovačem 215, 'kotadenzátorem 214 a odporem 213. Pro nastavení nuly stupnice je na neinvertující vstup operačního zesilovače přivedené napětí z děliče tvořeného odpory 216 a 218 á proměnným odpoirem 217. Pro zamezení šíření rušivých impulsů jsou přívody napájecího napětí připojeny přes kondenzátory 219 a 220 na společný nulový vodič.

Výstup dolinofrekvenční propusti přivedený na svorku 14 je lineárně závislý na změně kapacity snímače tlaku 1. Tento výstup je přiveden na svorku 14 jednoúčelového analogového počítače 6 na obr. 5 a přes odpor 602 je přiveden na vstup logaritmického zesilovače. Logaritmický zesilovač je tvořen operačním zesilovačem 604, teplotně závislým děličem napětí z odporů 607, 609, proměnného odporu 608 a teplotně závislého odporu 610. Logaritmická zpětná vazba je zavedena pomocí tranzistoru 605. Proměnný odpor 606 slouží k vynulování napěťové neisymetřie vstupů operačního zesilovače 604. Výstupní napětí togaritimického zesilovače je úměrné logaritmu vstupního signálu a tedy i logaritmu změny kapacity snímače tlaku 1. Toto napětí je přivedeno ina vstup rozdílového zesilovače, tvořeného operačním zesilovačem 615 a odpory 611, 612, 613 a 614. Proměnný odpor 816 slouží k vynulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 615. V rozdílovém zesilovači je odečítáno napětí úměrné logaritmu tlaku od napětí úměrné? ho konstantě B, které je přivedeno na svorku 16. Napětí úměrné konstantě B je na? staveno podle měřená látky pomocí děliče napětí v obvodu nastavení konstant 3 na oibr. 3, tvořeném odpory 332 a 30-4 a proměnnými odpory 361 a 333. Výstup z roz? dílového zesilovač© je veden na vstup analogové děličky tvořené operačními zesilovači 624, 630 a 638, oddělovacími diodami 627 a 633, tranzistorovými spínači 623. 635, odpory 618, 622, 632, 829, 628, 631, 634, 636, 617, 620, 621, 637, 641, proměnnými odpory 626, 619, 639 a kondenzátory 625, 640. Popis činnosti analogové děličky začíná Ďasovým intervalem;, kdy tranzistor 623 v inverzním zapojení je otevřen a část napětí odebíraného z běžce proměnného· od? póru 619 děliče napětí 617, 619, 620, která je určena poměrem odporů 621 a 622 je vedena na vstup integrátoru tvořeného operačním zesilovačem 624 a kondenzátorem 625. Napěťová nesymetrie vstupů operačního zesilovače 624 je vynulována proměnným odporem 626. Výstupní napětí integrátoru klesá až dosáhne velikosti, kdy překlopí komparátor, tvořený operačním zesilovačem 630 ia odpory 623, 629 a 631. Výstupní napětí komparátorů se změní ze záporného na kladné a přes diodu 627 a odpor 632 uziavře tranzistor 623. Uzavřením tranzisfo? ru se připojí napětí z výstupu rozdílového zesilovače na vstup integrátoru a jeho napětí stoupá až dosáhne velikosti, kdy opět překlopí komparátor a změní svůj výstup z kladného na záporné napětí. Uvedený jev se opakuje, přičemž spínací poměr je volbou odporů 618, 621 a 622 upraven na vě-. likost, která je· rovna poměru napětí získaného z běžce proměnného odporu 619 a výstupního napětí rozdílového zesilovače přiváděného na odpor 618. Spolu s tr.an-1 zistorem 623 je z výstupu komparátorů přes diodu 633 a odpor 634 spínán též tranzistor 635. Pomocí tranzistorového spínače 635 je klíčováno napětí úměrné konstantě A, přivedeného' na svorku 17. Napětí úměrné konstantě A je nastaveno podle měřené látky pomocí děliče napětí v obvodu nastavení konstant 3 na obr. 3, tvořeného odpory 305 a 307 ia proměnnými odpory 306 a 308. Klíčované napětí úměrné konstantě A je přes· odpor 637 vedeno na vstup dolnofrekyenční propusti, tvořené operačním zesilovačem 638, kondenzátorem 643 a odporem 641. Proměnný odpor 639 slouží k vynulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 638. Volbou časové konstanty RC členu 640, 641 je na výstupu dolnofrekvanční propusti napětí úměrné střední hodnotě pulsujícího vstupního napětí.. Tedy výstupní napětí analogové děličky je. úměrné poměru napětí úměrného konstantě A a napětí z výstupu rozdílového zesilovače, přičemž lze nastavit konstantu úměrnosti pomocí napětí odebíraného z běžce proměnného odporu 619. Výstupní napětí analogové děličky je přivedeno na vstup rozdílového zesilovače tvořeného operačním zesilovačem 645 a odpory 642, 643, 646, 647. Proměnný odpor 644 slouží k vynulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 645. V rozdílovém zesilovači so zesiluje rozdíl napětí mezi napětím výstupu analogové děličky a napětím úměrným konstantě G, které je přivedeno na svorku 18. Napětí úměrné konstantě C je nastaveno podle měřené látky pomocí děliče napětí v obvodu nastavení konstant 3 na olbr. 3, tvořeného odpory 310 a 312 a proměnnými odpory 309 a 311. Výstupní napětí rozdílového zesilovače, které je úměrné teplotě bodu varu čisté látky, jejíž množství je měřeno, je vedeno ma vstup rozdílového zesilovače tvořeného operačním zesilovačem 652 a odptíry 648, 649, 650 a 653. Proměnný odpor 654 slouží k vynulování napěťové nesymetrie vstupů operačního zesilovače 652. Ve výstupním rozdílovém zesilovači je zesilován rozdíl napětí úměrného teplotě bodu varu čisté látky, jejíž množství je měřeno a napětí úměrného skutečné teplotě na rektifikační koloně.

Napětí úměrné skutečné teplotě na rektifikační koloně jei získáváno v převodníku teploty 4, jehož schéma je znázorněno na Obr. 4. Odporový snímač teploty 5 je zapojen v jedné větvi můstku tvořeného odpory 401, 402, 403, 404 a 405. Můstek je napájen sériovým 'regulátorem záporného napětí tvořeném integrovaným stabilizátorem napětí 417, odpory 413, 414, 415, 416 a 420, koindemzátoireim 418, Zenerovou diodou 421 a tranzistorem 419. Výstup referenčního napětí integrovaného stabilizátoru napětí 417 je přivedeno na dělič napětí tvořený odpory 413 a 414 a výstupní napětí děliče je přivedeno na invertující vstup integrovaného stabilizátoru napětí. Na neinvertující vstup je zavedeno napětí z děliče napětí tvořeného' odpoty 415 a 416, které je úměrné výstupnímu napětí sériového regulátoru záporného napětí. Kondenzátor 418 zapojený mezi invertujícím vstupem a kmitočtovou kompenzací integrovaného stabilizátoru napětí 417 zavádí napěťovou zápornou zpětnou vazbu pro vyšší kmitočty, čímž je zajištěna kmitočtová stabilita zesilovače odchylky. Výstupní stabilizované na12 pěti integrovaného stabilizátoru napětí ovládá přes Zenerovu diodu 421 tranzistor

419.

Napětí mezi odporem 401 a odporovým snímačem teploty 5 je vedeno na invertující vstup operačního zesilovače 498 a napětí mezi odporem 403 a 404 můstku je vedeno na melnviertující vstup operačního zesilovače 408. Pro zamezení vzniku vysokofrekvenčních kmitů je mezi vstupy operačního zesilovače 408 připojen kondenzátor

407. Proměnný odpor 409 slouží k vynulování napěťové nesymetrie vstupů 'operačního zesilovače 408.

Výstupní napětí operačního zesilovače je přiváděno pomocí záporné zpětné vazby tvořené proměnným odporem 410 a odporem 406 na kompenzační odpoir můstku 402 tak, aby se rozvážení můstku kompenzovalo. Kladná zpětná vazba je realizována proměnným odporem 411 a odporem 412 a její část výstupního napětí převodníku přiváděna na invertující vstup rozdílového zesilovače integrovaného stabilizátoru napětí 417.: Tím se stává zdroj napájecího napětí můstku závislým na velikosti výstupního napětí převodníku a lze tím dosáhnout částečné 11nearizace převodníku teploty 4.

Výstupní napětí operačního zesilovače

408, které je úměrné skutečné teplotě bodu varui, je přes svorky 21 a odpor 650 .ve·?, demo ná meinvertující vstup operačního zesilovače 652. Výstupní napětí operačního zesilovače 652, které je úměrné množství látky, jejíž koncentrace je měřena, je vedeno přes svorku 22 na ukazatel výsledku: měření 7 a z něj přes svorku 23 na společný nulový vodič.

V popisu je uveden příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu, které pracuje s amplitudovou modulací nosného elektrického signálu. Lze také použít modulace frekvenční nebo kódované. Zvláště případ kódované modulace, speciálně číslicové, bude v nejbližší budoucnosti výhodnější pro stále se 'Snižující ceny mikropro-. cesorů. Převodník teploty 4 a předník tlaku 2 by měly v tomto případě číslicový výstup, jednoúčelový počítač 6 by byl tvořen mikroprocesorem s odpovídajícím programovým vybavením, obvod pro nastavení výpočtových konstant 3 klávesnicí a ukazatel výsledku měření 7 zobrazovací jednotkou.

Claims (1)

1. Zařízení na elektrické měření koncentrace jedné složky ve směsi látek při rektlfikací chemicky příbuzných kapalin, sestávající ze Snímače tlaku, převodníku tlaku, snímače teploty, převodníku teploty, obvodu pro nastavení výpočtových konstant, jednoúčelového počítače a ukazatele výsledku měření, vyznačené tím, že snímač

   VYNALEZU tlaku (1) je přes převodník tlaku (,2), stejně jako snímač teploty (5) přes převodník teploty (4) a zároveň obvod pro nastavení konstant (3) připojen na vstupy jednoúčelového počítače (6), přičemž výstup počítače (6) je spojen se vstupem ukazatele výsledku měření (7).