Opis wydano drukiem dnia 30 grudnia 1963 r.IBIBLIOTEK, lUrzrtOu Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47869 KI. 42 1, 13/03 KI. internat. G 01 n Instytut Przemyslu Organicznego*) Warszawa, Polska 2i{0i Dwupolozeniowy regulator wartosci pH z synchronicznym impulsujacym elementem zwlocznym i rejestracja wskazan Patent trwa od dnia 3 pazdziernika 1962 r.Pomiar wartosci pH medium reagujacego i oparta o ten pomiar automatyczna regulacja przebiegu procesu produkcyjnego stanowia jed¬ no z wazniejszych zagadnien technicznych w przemysle chemicznym. Sposród wielu metod pomiaru wartosci pH najdogodniejsza jest me¬ toda, polegajaca na pomiarze sily elektromoto¬ rycznej ogniwa pomiarowego, zlozonego z dwu elektrod: porównawczej i pomiarowej zanurzo¬ nych w badanym medium. Jako porównawcze sa uzywane elektrody kalomelowa i chloro- srebrna, natomiast jako pomiarowe — szkla¬ na i antymonowa. Sila elektromotoryczna ogni¬ wa pomiarowego jest podawana na wejscie wzmacniacza mocy, posiadajacego dwa wyj¬ scia, przy czym jedno z nich jest polaczone ze *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Tadeusz Mis- sala i inz. Wiktor Szacki. wskazówkowym miernikiem wyskalowanym w jednostkach pH, drugie zas stanowi wyjscie ze¬ wnetrzne, którego sygnal moze byc wykorzy¬ stany dla automatycznej rejestracji i regulacji przebiegu procesu produkcyjnego.Dotychczasowe rozwiazania urzadzen do re¬ gulacji wartosci pH opieraly sie albo o sto¬ sowanie zwyklych regulatorów dwupolozenio- wych, albo o stosowanie regulatorów o dziala¬ niu ciaglym i charakterystyce proporcjonalno- -calkujaco-rózniczkujacej (PID). Regulatory dwupolozeniowe, chociaz sa tanie i proste w bu¬ dowie oraz obsludze, nie pracuja prawidlowo w obwodach automatycznej regulacji pH ze wzgledu na to, ze ich charakterystyki dynamicz¬ ne sa zbyt sztywne i niedopasowywalne do wlas¬ nosci dynamicznych obiektów regulacji. Regula¬ tory ciagle o charakterystyce PID, wprawdzie dobrze odpowiadaja wymaganiom stawianym regulatorom pH, lecz posiadaja skomplikowana budowe i sa drogie.Stosowanie regulatorów ciaglych o charakte¬ rystykach innych niz PID równiez nie roz¬ wiazuje sprawy. Ich charakterystyki dynamicz¬ ne nie, sa odpowiednie, zas same aparaty sa równiez skomplikowane i drogie. Ponadto ist¬ niejace wzmacniacze i regulatory pH sa wyko¬ nywane dla wspólpracy albo z ogniwem zlozo¬ nym z elektrod — szklanej i kalomelowej albo z ogniwem zlozonym z elektrod antymonowej i chlorosrebrnej.Urzadzenie wedlug wynalazku jest pozbawio¬ ne wymienionych wad. Zastosowanie. impulsu¬ jacego elementu zwlocznego o nastawialnym wspólczynniku wypelnienia impulsu i czesto¬ tliwosci impulsowania, niezaleznej od czesto¬ tliwosci próbkowania regulatora dwupolozenio¬ wego na tyle zmienia charakterystyki dyna¬ miczne regulatora dwupolozeniowego, ze moze byc on uzyty do wspólpracy w ukladzie auto¬ matycznej regulacji pH, z obiektami o do¬ wolnych stalych czasowych i wspólczynni¬ kach buforowosci, przy czym miara wspól¬ czynnika buforowosci jest ilosc mocnej zasady, potrzebna do zmiany pH roztworu o jednostke.Zastosowanie specjalnego ukladu kompensa¬ cyjnego umozliwia wspólprace dowolnego wzma¬ cniacza pH z ogniwem zbudowanym zarówno z elektrod szklanej i kalomelowej, jak i z elek¬ trod antymonowej i kalomelowej, oraz z elek¬ trod antymonowej i chlorosrebrnej. Specjalny uklad elektryczny przesuwajacy zero miernika pozwala uzyc jako regulatory i rejestratory pH aparaty, przeznaczone do wspólpracy z termo- elementami w ich handlowym wykonaniu.Potencjometr zmiany sygnalu wyjsciowego wzmacniacza umozliwia dowolne rozszerzanie i zwezanie skal rejestratora pH, zaleznie od ak¬ tualnych wymagan technologicznych.Zastosowane elementy dodatkowe sa typu handlowego i nie wplywaja w sposób istotny na skomplikowanie i koszt urzadzenia. Uzyskujac pozadane wlasnosci dynamiczne i eksploatacyjne urzadzenie pozostaje wielokrotnie tanszym, niz analogiczne urzadzenia oparte o regulatory ciag¬ le o charakterystykach PID.Schemat elektryczny urzadzenia wedlug wy¬ nalazku przedstawiono na rysunku. Elektro¬ dy porównawcze 1 i pomiarowa 2, tworzace og¬ niwo pomiarowe oraz oporowy czujnik termo¬ metryczny 3 sa polaczone z zaciskami wejscio¬ wymi wzmacniacza pH 6. Elektroda pomiarowa 2 jest polaczona ze wzmacniaczem 6 poprzez po¬ tencjometr 4 zasilany ze zródla napiecia stale¬ go 5. W ten sposób uzyskuje sie dopasowanie sily elektromotorycznej ogniwa pomiarowego do skali miernika pH 7 i skali sygnalu wyjsciowe¬ go wzmacniacza 6. Wyjscie wzmacniacza 6 jest polaczone poprzez miliamperomierz 8 z poten¬ cjometrem 9, którego suwak poprzez potencjo¬ metr 10, zasilany ze zródla napiecia stalego 11, jest przylaczony do jednego z zacisków 12. Dru¬ gi z zacisków 12 jest polaczony bezposrednio z wyjsciem wzmacniacza 6 i jednym z konców potencjometru 9. Do zacisków 12 sa równolegle dolaczone rejestrator 13 i dwupolozeniowy regu¬ lator IL Przez pokrecenie potencjometrem 9 dopasowuje sie sygnal wyjsciowy wzmacniacza do czulosci mierników' rejestratora 13 ^regula¬ tora 14, jak równiez rozszerza sie .lub zweza ich skale. Przez pokrecanie potencjometrem 11 uzy¬ skuje sie przesuwanie polozenia zerowego na skali tych mierników. Wyjscie regulatora 14 jest polaczone z wejsciem synchronicznego prze¬ kaznika 15, bedacego elementem zwlocznym i impulsujacym. Jego czestotliwosc impulsowa¬ nia jest niezalezna od czestotliwosci próbkowa¬ nia regulatora, natomiast wspólczynnik wypel¬ nienia jego impulsów moze byc nastawiony na rózne wartosci. Czestotliwosc impulsowania przekaznika 15 moze byc dobierana w szerokich granicach, zaleznie od charakterystyk dynamicz¬ nych obiektu regulacji. Wyjscie przekaznika 15 jest dolaczone do zacisków 16. Do zacisków tych mozna dolaczyc dowolny zadany czlon wyko¬ nawczy, np. zawór elektromagnetyczny lub sil¬ nik transportera, który powoduje dozowanie okrelsonego reagenta do reaktora 17 i uzyskanie zadanej zmiany pH medium reakcyjnego.Zalety urzadzenia wedlug wynalazku polega¬ ja na tym, ze przy prostej budowie i tanich ele¬ mentach skladowych uzyskuje sie zadane cha¬ rakterystyki dynamiczne regulatora i mozliwosc wspólpracy z róznymi ogniwami pomiarowymi. PL