CS273682B1

CS273682B1 - Device for reaction mixtures' electric resistance continuous measuring during synthetic resins' polycondensing types preparation

Info

Publication number: CS273682B1
Application number: CS819287A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Simsa; Jiri Ing Vrana; Petr Ing Tillmann; Tomas Ing Kral
Original assignee: Vladimir Ing Simsa; Jiri Ing Vrana; Petr Ing Tillmann; Kral Tomas
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1987-11-16
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS819287A1

Abstract

The device enables uninterrupted observation of the conversion stage of initial components of polycondensation reactions. It consists of the measuring diode with two mutually electrically insulated electrodes and evaluating unit with a microcomputer, whose part is formed by a converter. The converter consists of the circuit of the programmable timer, which is connected with the source of rectangular pulses, which is connected to the first electrode of the measuring probe and comparison circuit, which is interconnected with the counter and further both directly and via the integrator with the second electrode of the measuring probe. The timer and counter are connected to the evaluating unit.<IMAGE>

Description

směsí při přípravě polykondenzačních typů syntetických pryskyřic (57) Zařízení umožňuje nepřetržité sledování stupně konverze výchozích složek polykondenzačních reakcí. Tvoří jej měřicí sonda se dvěma vzájemně elektricky izolovanými elektrodami a vyhodnocovací jednotka s mikropočítačem, jejíž součástí je převodník, složený z obvodu programovatelného časovače, který je spojen se zdrojem obdélníkových pulsů, napojeným na jednu elektrodu měřicí sondy a na porovnávací obvod, propojený s čítačem a dále jednak přímo a jednak přes integrátor s druhou elektrodou měřicí sondy. Časovač a čítač jsou napojeny na vyhodnocovací jednotku.(57) The device allows continuous monitoring of the degree of conversion of the starting components of the polycondensation reactions. It consists of a measuring probe with two electrically insulated electrodes and a microcomputer evaluation unit consisting of a transducer consisting of a programmable timer circuit connected to a rectangular pulse source connected to one probe electrode and to a comparator circuit connected to a counter; directly and through the integrator with the second electrode of the measuring probe. The timer and the counter are connected to the evaluation unit.

<0<0

Z -1Z -1

CS 273 682 BlCS 273 682 Bl

Vynález se týká zařízeni pře kontinuální měření elektrického odporu reakční směsi při syntéze syntetických pryskyřic polykondenzačního typu.The invention relates to a device for the continuous measurement of the electrical resistance of a reaction mixture in the synthesis of synthetic resins of the polycondensation type.

Syntetické polykondenzační pryskyřice tvoři poměrně rozsáhlou skupinu plastických hmot. Důležité místo mezi nimi zaujímají nenasycené polyesterové pryskyřice, které mají široké praktické využití, zejména jako pojivá při výrobě různých technických produktů, např, skleněných laminátů, nátěrových hmot, konglomerovaných materiálů a celé řady dalších výrobků. Syntéza nenasycených polyesterových pryskyřic je v podstatě polyesterifikací příslušných polykarboxylových kyselin nebo jejich funkčních derivátů (např. anhydridů těchto kyselin) vicemocnými alkoholy. Průběh vzájemné reakce těchto látek se obvykle sleduje podle stupně konverze složek, zjištovaného analýzou odebíraných vzorků reakční směsi a stanovením nejčastěji čísla kyselosti, hydroxylového čísla nebo podílu některých nezreagovaných výchozích složek. Tyto analýzy jsou časově velmi náročné a vyžaduji značné soustředění a praxi analytika. Proto vznikla snaha nahradit pracnou a zdlouhavou chemickou analýzu rychlým, pokud možno kontinuálním měřením měnících se fyzikálně-chemických veličin reakční směsi v celém průběhu reakce. Ukázalo se, že jednou z přijatelných metod může být sledování změn elektrické vodivosti reakční směsi během přípravy. Způsob měření i měřicí zařízení uvádí již patent NDR č. 68 055, ale při daném tvaru čidla je měření rušeno mnoha vlivy, především heterogenitou reakční směsi, a to se negativně projevuje rozkolísáním naměřených hodnot. Čs. autorské osvědčení č. 191 028 sice uvádí způsob měření elektrické vodivosti i v případě heterogenního prostředí pomocí sondy, kterou tvoří koaxiální válce, i způsob kontroly a řízení přípravy polyesterové pryskyřice, neuvádí však způsob zpracování signálu ani princip práce celé soustavy.Synthetic polycondensation resins form a relatively large group of plastics. Among them are unsaturated polyester resins, which have a wide practical application, especially as binders in the production of various technical products, such as glass laminates, paints, conglomerated materials and many other products. The synthesis of unsaturated polyester resins is essentially the polyesterification of the corresponding polycarboxylic acids or functional derivatives thereof (e.g. anhydrides thereof) with polyhydric alcohols. The course of the reaction of these substances is usually monitored according to the degree of conversion of the components, as determined by analyzing the samples of the reaction mixture and determining most often the acid number, hydroxyl number or proportion of some unreacted starting components. These analyzes are very time-consuming and require considerable analyst concentration and practice. Therefore, there has been an effort to replace laborious and lengthy chemical analysis by rapid, preferably continuous measurement of varying physicochemical quantities of the reaction mixture throughout the course of the reaction. It has been shown that one acceptable method may be to monitor the changes in the electrical conductivity of the reaction mixture during preparation. The measuring method and measuring device are already mentioned in the GDR patent No. 68 055, but given the shape of the sensor, the measurement is disturbed by many influences, especially by the heterogeneity of the reaction mixture, and this is negatively reflected in the fluctuation of the measured values. Cs. No. 191,028 discloses a method for measuring electrical conductivity, even in a heterogeneous environment, using a probe consisting of coaxial cylinders, as well as a method for controlling and controlling polyester resin preparation, but does not disclose the signal processing method or the principle of operation of the whole system.

Uvedené problémy řeší předložený vynález, jehož předmětem je zařízení pro kontinuální měření elektrického odporu reakčních směsí při přípravě polykondenzačních typů syntetických pryskyřic. Tvoří jej měřicí sonda, obsahující dvě vzájemně elektricky izolované elektrody, a vyhodnocovací jednotka, spojená s mikropočítačem, jejíž součástí je převodník pro vyhodnocování velikosti elektrického odporu reakční směsi. Podstata vynálezu spočívá v tom, že převodník se skládá z obvodu programovatelného časovače, který je spojen se zdrojem obdélníkových pulsů, napojeným na jednu elektrodu měřicí sondy a na porovnávací obvod. Porovnávací obvod je propojen s čítačem a kromě toho jednak přímo a jednak přes integrátor s druhou elektrodou měřicí sondy. Časovač a čítač jsou přitom připojeny na vyhodnocovací jednotku .The present invention is directed to an apparatus for continuously measuring the electrical resistance of reaction mixtures in the preparation of polycondensation types of synthetic resins. It consists of a measuring probe containing two electrically insulated electrodes and an evaluation unit connected to a microcomputer, including a converter for evaluating the amount of electrical resistance of the reaction mixture. SUMMARY OF THE INVENTION The converter consists of a programmable timer circuit connected to a rectangular pulse source connected to one measuring electrode and to a comparator circuit. The comparison circuit is connected to the counter and, in addition, directly and partly via an integrator with a second electrode of the measuring probe. The timer and the counter are connected to the evaluation unit.

Základní přednosti uvedeného zařízení je to, že měřený odpor reakční směsi je převodníkem převeden do digitální formy, je podle příslušného programu zpracován a vyhodnocen počítačem. Tím se podstatně zvýší přesnost měření. Odpor reakční směsi se v průběhu reakce mění zhruba o tři řády, což při dosavadním analogovém vyhodnocování vyžadovalo přepínání rozsahů, které použitím navrhovaného zařízení odpadá. Digitální výstupní signál převodníku dává možnost využít připojený mikropočítač pro další práce s naměřenými daty, např. pro přepočet na měrnou vodivost reakční směsi, zobrazení okamžité měřené hodnoty, tisk měřených hodnot v průběhu reakce, archivaci naměřených hodnot, hlášení mezních a havarijních stavů, případně i pra programové řízení technologického procesu.The basic advantage of this device is that the measured resistance of the reaction mixture is converted into a digital form by the converter, processed according to the respective program and evaluated by a computer. This significantly increases the measurement accuracy. The resistance of the reaction mixture varies by about three orders of magnitude during the course of the reaction, which in the prior analog evaluation required switching the ranges that are avoided using the proposed device. The digital output signal of the converter gives the possibility to use the connected microcomputer for further work with measured data, eg for conversion to specific conductivity of reaction mixture, displaying of instantaneous measured value, printing of measured values during reaction, archiving of measured values, reporting of limit and emergency states program control of technological process.

Měřicí sonda je tvořena dvěma souosými navzájem izolovanými kovovými válci - elektrodami, mezi nimiž volně proudí reakční směs. Sonda je zapojena v obvodu převodníku, který dává signál úměrný odporu reakční směsi, do níž je sonda ponořena. Převodník, který údaj o odporu reakční směsi mezi elektrodami sondy převádí na formu zpracovatelnou mikropočítačem, je samostatnou interfaceovou jednotkou počítače.The measuring probe consists of two coaxial insulated metal cylinders - electrodes between which the reaction mixture flows freely. The probe is connected in the transmitter circuit, which gives a signal proportional to the resistance of the reaction mixture into which the probe is immersed. The converter, which converts the reaction mixture resistance between the probe electrodes into a microcomputer-readable form, is a standalone interface unit of the computer.

CS 273 682 BlCS 273 682 Bl

Převodník, který je součástí zařízení podle vynálezu, je schematicky znázorněn na výkresu. Skládá se z obvodu programovatelného časovače £, který je spojen se zdrojem £ obdélníkových pulsů, ten je napojen na jednu elektrodu měřicí sondy 6 a na porovnávací obvod £ propojený s čítačem £ a jednak přímo a jednak přes integrátor£ i s druhou elektrodou měřicí sondy £. Časovač £ a čítač 5 jsou připojeny na vyhodnocovací jednotku.The transducer which is part of the device according to the invention is shown schematically in the drawing. It consists of a programmable timer circuit 6, which is connected to a rectangular pulse source 6, which is connected to one electrode of the measuring probe 6 and to a comparator circuit 6 connected to the counter 6 and both directly and on the other. The timer 6 and the counter 5 are connected to the evaluation unit.

Zařízeni pracuje takto: Časovač £ převodníku programovatelně řídí frekvenci pulsů zdroje £ obdélníkových pulsů. Tento zdroj vytváří pulsy definované velikosti a obou polarit.The apparatus operates as follows: The converter timer program programmatically controls the pulse frequency zdroje of the rectangular pulse source £. This source generates pulses of defined magnitude and both polarities.

Pulsy jsou vedeny na vnější elektrodu sondy £ a zároveň jako referenční signál na invertující vstup jednoho ze dvou komparátorů porovnávacího obvodu £. Napěťová velikost pulsů prošlých od jedné elektrody měřicí sondy £ ke druhé elektrodě je nepřímo úměrná elektrickému odporu měřené reakční směsi. Z vnitřní elektrody jsou pulsy vedeny na invertující vstup druhého z komparátorů v porovnávacím obvodu £ a rovněž na vstup integrátoru £. Výstup integrátoru 3 je invertován a připojen na neinvertující vstupy obou komparátorů porovnávacího obvodu £. Výstupním signálem porovnávacího obvodu £ jsou pulsy o konstantní velikosti a proměnné délce, úměrné vodivosti měřené reakční směsi. Obvod čítače £ vyhodnotí tuto délku pro další zpracování naměřené hodnoty podle programu řídícího mikropočítače.The pulses are applied to the outer electrode of the probe 6 and at the same time as a reference signal to the inverting input of one of the two comparators of the comparator circuit. The voltage magnitude of the pulses passed from one electrode of the measuring probe 6 to the other electrode is inversely proportional to the electrical resistance of the measured reaction mixture. From the internal electrode, the pulses are applied to the inverting input of the second comparator in the comparator circuit 6 as well as to the integrator input. The output of the integrator 3 is inverted and connected to the non-inverting inputs of both comparators of the comparator circuit 6. The output signal of the comparator circuit 6 is pulses of constant size and variable length, proportional to the conductivity of the reaction mixture to be measured. The counter circuit evaluates this length for further processing of the measured value according to the microcomputer control program.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

Apparatus for continuous measurement of the electrical resistance of reaction mixtures in the preparation of polycondensation types of synthetic resins, consisting of a measuring probe comprising two electrically insulated electrodes and a microcomputer evaluation unit comprising a transducer for evaluating the electrical resistance of the reaction mixture; The transducer consists of a programmable timer circuit (1) connected to a rectangular pulse source (2) connected to one probe electrode (6) and also to a comparator circuit (4) connected to the counter (5) and directly and via an integrator (3) with a second electrode probe (6), wherein the timer (1) and the counter (5) are connected to the evaluation unit.

1 drawing