RU19157U1 - Устройство для определения параметров спиртосодержащей жидкости - Google Patents

Abstract

Устройство для определения параметров спиртосодержащей жидкости, содержащее источник опорного напряжения, подключенный через токозадающий элемент к терморезистору, выполненному в виде тонкой электропроводящей нити, расположенной в емкости со спиртосодержащей жидкостью, блок измерений, подключенный к терморезистору, отличающееся тем, что блок измерений содержит последовательно соединенные задающий генератор, синхронизатор, усилитель мощности, разделительный конденсатор, фильтр низких частот и интегратор, выполненный в виде операционного усилителя с интегрирующим конденсатором, включенным в цепь отрицательной обратной связи, а также первый и второй элементы памяти, три ключа и коммутатор, вход которого соединен с одним из выходов синхронизатора, а выходы - с управляющими входами ключей, выход задающего генератора подключен к модулирующему входу усилителя мощности, выход разделительного конденсатора соединен с терморезистором и со входом первого ключа, выход которого соединен со входом первого элемента памяти, выход которого подключен к прямому входу операционного усилителя, инверсный вход которого соединен со входом второго ключа, выход которого, объединенный с выходом операционного усилителя, подключен ко входу третьего ключа, соединенного со входом второго элемента памяти, выход которого является выходом устройства.

Description

2O011049S5 i6 GOIF 11/00; GOIF 11/20

.

УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СПИРТОСОДЕРЖАЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к приборам, определяющим параметры жидкой среды, и может быть использована в спиртовой и водочной промьппленности для исследованойя теплофизических свойств и определения параметров спиртосодержащей жидкости.

Известен измеритель теплоемкости твердых, порошкообразных и жидких веществ 2, вьшолненный в виде измерительной ячейки, содержащей корпус, цилиндрическую ампулу для исследуемых веществ и термопары.

Недостатком такого измерителя является конструктивная сложность и недостаточная точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для определения параметров спиртосодержащей жидкости 2, содержащее платиновую нить, натянутую по оси капилляра с исследуемой жидкостью и включенную в плечо измерительного моста, подключенного через токозадающий элемент к источнику опорного напряжения и к блоку измерений.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерения теплофизических параметров жидких сред, обусловленная несовершенством измерительной схемы, в которой результат измерения зависит от случайных внешних воздействий.

Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков, достигается в устройстве для оиределения параметров спиртосодержащей жидкости, содержащем источник опорного напряжения, подключенный через токозадающий элемент к терморезистору, вьшолненному в виде тонкой электропроводящей нити, расположенной в емкости со спиртосодержащей жидкостью, блок измерений, подключенный к терморезистору, , что блок измерений содержит последовательно соединенные задающий генератор, синхро1шзатор, усилитель мощности, разделительный конденсатор, фильтр низких частот и интегратор, вьшолненный в виде операционного усилителя с интегрируюпщм конденсатором, включенным в цепь отрицательной обратной связи, а также первый и второй элементы памяти, три ключа и коммутатор, вход которого соединен с одним из выходов синхронизатора, а выходы - с управляющими входами ключей, выход задающего генератора подключен к модулирующему входу усилителя мощности, выход разделительного конденсатора соединен с терморезистором и со входом первого ключа, выход которого соединен со входом первого элемента памяти, выход которого подключен к прямому входу операционного усилителя, инверсный вход которого соединен со входом второго ключа, выход которого, объединенный с выходом операционного усилителя, подключен ко входу третьего ключа, соединенного со входом второго элемента памяти, выход которого является выходом устройства.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

-на фиг. 1 представлена блок-схема устройства; Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 опорного напряжения,

подключенный через токозадающий элемент 2 к терморезистору 3, вьшолненному в виде тонкой электропроводящей нити, расположенной в емкости 4 со спиртосодержащей жидкостью, и блок 5 измерений.

Блок 5 измерений содержит последовательно соединенные задающий генератор 6, синхронизатор 7, усилитель 8 мощности, разделительный конденсатор 9, фильтр 10 низких частот и интегратор 11.

Интегратор 11 вьшолнен в виде операционного усииштеля 12 с интегрирующим конденсатором 13, включенным в цепь отрицательной обратной связи.

Устройство содержит также первый 14 и второй 15 элементы памяти, три ключа 16, 17и18и коммутатор 19, вход которого соединен с одним из выходов синхронизатора 7, а выходы - с управляющими входами ключей 16, 17 и 18.

Выход задающего генератора 6 подключен к модулирующему входу усилителя 8 мощности. Выход разде;штельного конденсатора 9 соединен с терморезистором 3 и со входом первого ключа 16, выход которого соединен со входом первого элемента 14 памяти, выход которого подключен к прямому входу операционного усилителя 12, инверсный вход которого соединен со входом второго ключа 17, выход которого, объединенный с выходом операционного усилителя 12, подключен ко входу третьего ключа 18, соединенного со входом второго элемента 15 памяти, выход которого является выходом 20 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии емкость 4 заполнена исследуемой спиртосодержащей жидкостью, в которую погружен терморезистор 3, вьшолненный в виде тонкой электропроводящей нити 0 20 мкм из платины. Терморезистор 3 зашунтирован первым ключом 16 на шину общего

потенциала 21, ни выходе 20 устройства - сигнал нулевого уровня.

Сигналом с внешнего устройства управления (на чертеже не показан) устройство запускается в рабочий режим, ключи 16 и 17 открываются управляющим импульсом с синхронизатора 7 (фиг 2г), по окончании действия которого в момент /; задающий генератор 6 в течение интервала времени (// - /г) формирует сигнал модулирующей частоты/ ЗООКгц (фиг.2а), поступающий через усилитель 8 мощности и разделительный конденсатор 9 на терморезистор 3 и вход фильтра 10 низких частот. При этом через токозадающий резистор 2 и терморезистор 3 начинает протекать ток, который нагревает элемент 3, температ)фа нагрева которого зависит от величины тока, времени нагрева и теплофизических свойств исследуемой жидкости (теплоемкости и теплопроводности). Время нагрева и величина электрического тока задаются таким образом, чтобы температура тонкого слоя жидкости, окружающего терморезистор 3, находилась бы ниже температуры кипения исследуемой жидкой среды.

Фильтр 10 низких частот выделяет сигнал низкой частоты, являющийся первичным информациониым сигналом (фиг. 26), поступающим на инверсный вход рштегратора 11. Одновременно измеряемый зфовень сигнала через ключ 16 фиксируется первым элементом 14 памяти и подводится к прямому входу интегратора 11.

Интегратор 11 преобразует сигналы, поступившие на его входы, в сигнал эспоненциальной формы (фиг.2в), являющийся результирующим информационным сигналом, по которому можно судить о теплофизических свойствах исследуемой жидкости.

.

4 Фиксация 5ФОВНЯ ииформациоиного сигнала с выхода рштегратора 11

осуществляется в момент времени (з (фиг.2д) через юпоч 18 на вход элемента 15, который хранит этот уровень сигнала для последующего считьшания его на выход 20 устройства с целью последующей обработки внещним устройством.

Уровень сигнала с вьгхода устройства является интегральной характеристикой теплофизических свойств спиртосодержащей жидкости, в том числе и о ко1щентрации содержащегося в ней спирта.

Устройство может быть использовано в исследовательских целях для установления функциональных зависимостей теплофизических параметров жидких сред от концентрации того или иного компонента, например, этилового спирта.

Электронная часть устройства реализована на современных элементах аналоговой и цифровой вычислительной техники.

Устройство прощло опытные и промьппленные испытания и показало надежную работу, стабильность и удовлетворительную точность при определении параметров спиртосодержащей жидкости.

.

5

Источники информации:

1.Теплофизические измерения и приборы, г. Ленинград, Мащиностроение, 1986г., с. 198-199.

2.Л.П.Филиппов. Исследование теплопроводности жидкостей. Изд. Московского университета. 1970 г., с. 61-62.

Claims (1)

1. Устройство для определения параметров спиртосодержащей жидкости, содержащее источник опорного напряжения, подключенный через токозадающий элемент к терморезистору, выполненному в виде тонкой электропроводящей нити, расположенной в емкости со спиртосодержащей жидкостью, блок измерений, подключенный к терморезистору, отличающееся тем, что блок измерений содержит последовательно соединенные задающий генератор, синхронизатор, усилитель мощности, разделительный конденсатор, фильтр низких частот и интегратор, выполненный в виде операционного усилителя с интегрирующим конденсатором, включенным в цепь отрицательной обратной связи, а также первый и второй элементы памяти, три ключа и коммутатор, вход которого соединен с одним из выходов синхронизатора, а выходы - с управляющими входами ключей, выход задающего генератора подключен к модулирующему входу усилителя мощности, выход разделительного конденсатора соединен с терморезистором и со входом первого ключа, выход которого соединен со входом первого элемента памяти, выход которого подключен к прямому входу операционного усилителя, инверсный вход которого соединен со входом второго ключа, выход которого, объединенный с выходом операционного усилителя, подключен ко входу третьего ключа, соединенного со входом второго элемента памяти, выход которого является выходом устройства.