SU1241203A1 - Концентратомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике аналитического приборостроени  и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промьшленности при непрерывном измерении концентрации. Цель изобретени  - повышение точности концентрато- мера в широких пределах измерени  концентрации и температуры. Концен- тратомер содержит датчики температуры и плотности, масштабирующие элементы , сумматоры, функциональный преобразователь , блок сравнени , индикатор и задатчики. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. to 4 to О оо

Description

1

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности при непрерывном измерении концентрации .

. Цель изобретени  - повьппение точности концентратомера в широких пределах измерени  концентрации и температуры . ,

На чертеже изображена функциональна  схема конЦентраТомера.

В состав концентратомера вход т датчики 1 и 2 соответственно- температуры и плотности, масштабирующие элементы.3-7, сумматоры 8-10, функциональный преобразователь 11, блок 12 сравнени , индикатор 13 и задат- чики 14-17.

Выход датчика 1 температуры сое- динен с входами масштабир ующих элементов 3 и 4, а выход датчика 2 плотности - с элементом 7.,Выходы элементов 3 и 5 соединены с входами сумматора 8, к третьему входу которо- го подключен задатчик 16, а выхйды масштабирующих элементов .4 и 6 соединены с входами сумматора 9, к третьему входу которого подключен задатчик 17. Выходы сумматоров 8 и 9 сое- динены с-входами функционального преобразовател  11, выход которого соединен с первым входом сумматора 10, второй вход которого соединен с задатчиком 15, а третий вход - о вы ходом элемента 7. Выход сумматора 10 соединен с первым входом блока 12 сравнени , второй вход которого соединен с задатчиком 14, а выход - с - входами индикатора 13. и элементов 5 и 6.

Функциональный преобразователь мо жет быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих квадраторов, а выход - к выходу преобразовател .Входы квадраторов соединены с соответствующими входами преобразовател .

Функциональный преобразователь мо жет быть выполнен также в. виде блока умножени , входы которого подключены к соответствующим входам пре . образовател , а выход - к выходу преобразовател .

Принцип построени  концентратомера основан на том, что уравнение св зи параметров раствора в пшроком

10

15-

241203г

диапазоне изменени  последних в общем виде выгл дит следующим образом:

.-ct-t-a (1),

гдер, с, t - плотность, концентраци  и температура раствора соответственно,

а; - посто нные коэффициен- р

ты.

Права  часть уравнени  (1)  вл етс  уравнением второго пор дка, которое может быть представлено в виде:

k.X -fk Y +Uo-p О,

(2)

где

X, Y новые переменные вместо t и с; новые коэффициенты уравнени .

С учетом старых переменньсх уравнение (2) принимает вид:

-t г

/

/,

Ц (c(t-K3(3C+c.a)24-k,j (oCj ( +

,(3)

где Ц ai cos f +a sin cosf- ajsin kj aj, sin j- -a sin/ffcos/T+aj cos,fj

COS

-sin/

OC;, : di /

II

oCi « oCoCrf a cosff+a sinf - 2E,

dCoz- .,siп(. 21cj

1 Г U l -2-U-tuCa cosJ +a sinp -чСси (a cos):

0,5 arctg (-). ai, aj

Далее дл  получени  уравнени , сргл&сно которому реализуетс  схема концентратомера, необходимо произвести масщтабирование величин, вход щих в уравнение (3).

После масщтабировани  получаем

k (оС Zt-HjCj Zc ) +k.j Uj Zi + i,Ze+c)) +Uo-kyZp U,(4)

где Z, Zc, Zj

- сигналы, соответствующие значени м температуры, концентрации и плотности, . получаемые с устройств измерени  плотности и температуры и выхода концентратомера.

В зависимости от знаков k/, и kj функциональный преобразователь может быть выполнен в виде двух квадраторов и сумматора (знаки одинаковы) или в виде блока умножени  (знаки различны).

Концентратомер работает следующим образом.

На вход устройства поступают сигналы от датчиков 1 и 2 температуры и плотности. При номинальных значе- ни х этих параметров и концентрации выходной сигнал U сумматора 10 равна Uj (т.е. условному нулю концентратомера ) , что учтено при масштабировании уравнени .В общем случа при любых Zp, ,Z, Z(,, отвечающих уравнению (4), а точнее при любых ZP и Z-fc и формируемом устройством значении Z,  вл ющемс  корнем уравнени  (4) при посто нных Z/),Zfc.

Выходной сигнал датчика 1 посту- пает на входы масштабирующих элементов 3 и 4, выходной сигнал Z, элемента 12 сравнени  - на входы масштабирующих элементов 5 и 6, а вы ходной сигнал датчика 2 - на вход масштабирующего элемента 7. Выходные сигналы элементов 3 и 5 и выходной сигнал оСо/1 задатчика 16 поступают на входы сумматора 8, в котором происходит их алгебраическое сз мирование и формируетс  сигнал X d., + оСсч ,. ,

Аналогично на выходе сумматора 9 формируетс  сигнал Y (i,Z(j,+ o(ci2-

Выходные сигналы сумматоров 8 и 9 поступают на входы функциона гьного преобразовател  11.

Выходные сигналь функционально го преобразовател  (Z), масштабирующего элемента 7 (Zp) и задатчика 15 (Uo) поступают на входы сумматора 10, который формирует сигнал U в соответствии с выражением (4). Этот сигнал поступает навход элемента 12 сравне- ни ,на второй вход которого поступае сигнал Uj задатчика 14.При отличии и от Uj на входе элемента 12 сравнени  по вл етс  сигнал разбаланса. На выходе элемента 12 сигнал Zc, из- мен етс  (возрастает или уменьшаетс  в зависимости от знака разбаланса ) . Изменение сигнала Zc, происхо

5 10

15 2о 25

-

5 0 5

5

дит до тех пор, пока на выходе элемента 10 не по витс  сигнал, равный значению U, после чего наступает равновесие. Согласно уравнению (4) это значение ZQ и отражает искомую величину концентрации.

Эффект расширени  диапазона достигаетс  за счет использовании более точной нелинейной зависимости параметров раствора, а увеличение точности - за счет точности сравнени  и и Uj блоком сравнени . Указанный эффект позвол ет примен ть концен- тратомер в технологических процессах, дл  которых характерен широкий диапазон изменени  плотности и температу- ры и, как следствие, широкий диапазон изменени  концентрации.

-

Claims (3)

1. Концентратомер, содержащий индикатор, датчик температуры , выход которого подключен к входУ первого масштабирующего элемента, св занного выходом с первым входом первого -сумматора, выход которого соединен с первым входом Фз нкционального преобразовател , датчик плотности, выход которого подключен к входу второго масштабирующего элемента, а также задатчики, отлич-ающий- с   тем, что,с целью повьш1ени  точности концентратомера в широких пределах измерени , он содержит последовательно соединенные второй сумматор, блок сравнени , третий масштабирующий элемент и третий сумматор, а также четвертый и п тый масштабирующие элементы причем второй вход функционального преобразовател  подключен к выходу третьего сумматора, а выход - к первому входу второго сумматора , св занного вторым входом с выходом первого задатчика, а третьим входом - с выходом второго масштабирующего элемента, вход четвертого масштабирующего элемента соединен с выходом блока сравнени  и с входом индикатора, а выход - с вторым входом первого сумматора, подключенного третьим входом к выходу второго задатчика , вход п того масштабирующего элемента соединен с выходом датчика температуры, а выход - с вторым входом третьего сумматора, св занного третьим входом с выходом третьего за- датчика, выход четвертого задатчика

подключен к в ropo iy входу блока сравнени  .

2, Коицентратомер по п.1j о т л и- чающийс  тем, что функциональный преобразователь в .нем выполнен в виде двух квадраторов и четвертого сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих квадраторов j а выход - к,выходу преобразовател ,причем входы

кзадраторо:а соединены с соответствуга- ощми входами преобразовател .

3. Концентратомер по п.1, о т л и- ч а 10 .щ и и с   тем, что функциональный преобразователь в нем выполнен в виде блока умножени , входы которого подключены к .соответствую- шда входам преобразовател , а выход - к выходу преобразовател 

fff.

10

.

-,

U

Редактор А. Огар Заказ 3487/42

Tiioa;: t 36Пои;1чсное

ВНШПИ Госудапстваикот О комитета CUCP

по делан т зобт йj..ii н открытий 11303Ь, .ква, , Fayi::c:;-a;i изО,, д

Производственно-ло,г :П рп(:-;т-ческс)е П1.:; л;:;п1п:тие; г, 1 ж1чзрод,, ул, 11роактна 54

п1 N /г

«1