SU928907A1 - Устройство дл измерени физико-химических параметров многокомпонентных сред - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам технологического контрол  состава многокомпонентных сред и может быть использовано, например, дл  определени  и регулировани  концентрации кислот и солей водных растворов в металлургической (при химическом сол нокисготном и сернокислотном травлени х стальных изделий), химической , нефтехимической, горнорудной и других отрасл х промышленности.

Известно устройство дл  определени  технологических параметров растворов по удельной электрической проводимости , содержащее источник питани , генератор, датчик, преобразователь , термокомпёнсирующую цепочку.

Известно устройство дл  определени  параметров растворов по плотности , содержащее две пьезометрические трубки, дифманометр с электрическим выходом.

Недостатками данных устройств  вл ютс :

а) возможность обеспечени  измерени  только одного технологического параметра в однородных водных кислотН ных, или солевых растворах, например, концентрацию кислоты - по электрической проводимости - кондуктометром;

концентрацию соли - по плотности плотномером , что снижает функциональные возможности устройств (в этих случа х электрическа  проводимость или плотность  вл ютс  функци ми одной переменной величины: концентрации кислоты, или соли);

б) низкие метрологические характеристики при измерении какого-либо технологического параметра в много-, компонентных средах, например, в сол нокислотных водных растворах (НС1+ +FeCln+H2O), где основными параметрами  вл ютс  сол на  кислота НС1 и хлористое железо FeCl, сернокислотных водных.растворах (H2SO4+FeSO4+ ) , где основными параметрами  вл ютс  серна  кислота железный купорос FeSO (в этих случа х электрическа  проводимость и плотность  вл ютс  функци ми двух переменных величин: концентрации кислоты и соли, при посто нном значении тетлпературы контролируемой среды).

Claims (1)

1. Наиболее близким к предлагаемс у  вл етс  устройств о дл  измерени  и автоматического регулировани  концентрации сол ной кислоты НС1 и хлористого железа FeClj в травильных агрегатах металлургических заводов, содер-/ жащее канал измерени  концентрации соли, состо щий из блока питани  воздухом, подключенного соответствук цими магистрал ми к внутренним полост м пьезометрических трубок датчика плотности и к выходу преобразовател  плотности, электрический выход которого подсоединен к входу счетно-решагацего устройства по соли и далее - к вторичному прибору измерени  концентрации соли; канал измерени  концентрации кислоты, состо щий из отборного устройства технологического раствора с дозирующим блоком, выход которого подсоединен к кондуктометрической  чейке с контакт ным датчиком и термочувствительным элементом, соединенной с входом преобразовател  электрической проводимости , выход которого через усилител посто нного тока подсоединен к входу счетно-решающего устройства по кислоте и далее - к вторичному прибо ру измере 1и  концентрации кислоты. Недостатками данного устройства ЯВЛЯЮТСЯ:, косвенный низкочастотный кондукто метрический метод измерени  электрической проводимости технологического раствора, который влечет за собой сложную систему отбора раствора из травильного агрегата, необходимость точной дозир вки при разбавлении раствора водой и поддержание определен ной температуры раствора, снижает то ность и надежность измерений. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности и надежности измерений . Цель достигаетс  тем, что в устройстве , содержащем канал измерени  концентрации соли, состо щий из бло ка питани  воздухом, подключенного соответствующими магистрал ми к внут ренним полост м пьезометрических трубок датчика плотности, соединенны магистрал ми отбора давлени  воздух с входом преобразовател  плотности, электрический выход которого подсое динен к входу счетно-решающего устройтсва по соли и далее через усили тель посто нного тока - к вторичному прибору измерени  концентрации соли; канал измерени  концентрации кислоты, состо щий из датчика электрической проводимости, индуктивный чувствительный элемент которого сое динен с входом преобразовател  элек трической проводимости, выход которюго подсоединен к входу счетно-решающего устройства по кислоте и далее через усилитель посто нного тока - к вторичному прибору измерени  концентрации кислоты; блок термочув ствительных элементов, подсоединенны к соответствующим входам счетно-решающих устройств, введено общее дл  датчиков плотности, электрической проводимости и блока термочувствительных элементов распределительное устройство ввода и вывода информации между указанными датчиками, блоком термочувствительных элементов и остальными элементами схемы, причем блок термочувствительных элементов совмещен с датчиком электрической проводимости, а датчик электрической проводимости расположен ниже датчика плотности, при этом устройство содержит блок питани  водой, подключенный магистрал ми питани  водой к внутренним полост м пьезометрических трубок. На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого изоб ретени . Устройство включает канал измерени  концентрации соли, в который входит: блок 1 питани  воздухом, датчик плотности, состо щий из двух пьезометрических трубок 2 и 3 соответственно сравнени  и измерени , блок 4 питани  водой, магистрали 5,6 и 7, Соответственно, питани  воздухом, водой и отбора давлени  воздуха, преобразователь 8 плотности, счетно-решающее устройство 9, усилитель 10 посто нного тока, вторичный прибор 11; канал измерени  концентрации кислоты , в который вход т: датчик 12 электрической проводимости, состо щий из индуктивного чувствительного элемента 13, защищенного от контролируемой среды фторопластовым чехлом 14, преобразователь 16 электрической проводимости , счетно-роиающее устройство 17, усилитель 18 посто нного тока, вторичный прибор 19; блок 15 термочувствительны элементов, совмещенный с датчиком 12 электрической проводимости; распределительное устройство 20 ввода и вывода информации. Устройство работает одновременно по двум  каналам измерени  концентрации соли и кислоты. Работа прибора по каналу измерени  концентрации соли осуществл етс  следующим образом. Сжатый воздух из блока 1 питани  воздухом по магистрал м 5 питани  воздухом, а вода из блока 4 питани  водой по магистрал м 6 питани  водой, поступают в пьезометрические трубки 2 и 3 соответственно сравнени  и измерени . Блок питани  водой предназначен дл .смачивани  внутренних поверхностей трубок во избежание их зарастани  кристаллами соли на разделе двух сред воздух-раствор. Сжатый воздух , барботиру  через контролируемый технологический раствор, выходит в атмосферу. При изменении концентрации соли в растворе измен етс  в основном плотность и в незначительной степени электрическа  проводимость. Соответствующа  величина давлени  воздуха в пьезометрических трубках 2 и 3, пропорциональна  «лотности «3 контролируемого раствора: Р, {) и P,(ci) передаетс  на два входа преобразовател  8 плотности, преобразуетс  в выходной электрический сигнал Ugj, f ( ) f(d) и поступает на один из входов Летно-решающего устройства 9 по соли, на два других входа которого поступают корректируюадие сигналы: с блока 16 термочувствительных элементов - сигнал, пропорциональный сопротивлению Rft ответствукадего элемента, завис щему от. температуЕлл раствора ( R) f(t); с счетно-решающего устройства 17 по кислоте - сигнал, пропорционал ный изменению электрической проводимости X : (}. Выходной сигнал счетно-радающего устройства 9 по соли, пропорциональный концентрации соли Ugj,,2f (-соли) через усилитель 10 посто нного тока Ь унифицированнью выходом 0-5 мА поступает на вторичный прибор 11, отградуированный в единицах концентра ции соли, и может использоватьс  дл автоматического регулировани  соста ва. технологического раствора. Работа прибора по каналу измерени концентрации кислоты осуществл етс  следующим образом: при изменении концентрации кислоты в растворе измен етс  в основном электрическа  проводимость и в незначительной стастепени - плотность. Сигн.ал с индуктивного чувствитель ногчэ элемента 13 датчика 12 электрической проводимости, пропорциональный эквивалентному сопротивлению Rj элемента 13, которое определ етс  степенью затухани  электромагнитных волн элемента 13 в зависимости от электрической проводимости раствора )-f(x)f поступает на вход измерительного преобразовател  16 электрической проводимости, выходной сигнал которого Ugjj|j( (аб) подаетс  на один из входов счетно-решагацего устройства 17 по кислоте, иа два дру гих входа которого передаютс  коррек тирующие сигналы: с блока термочувст вительных элементов 15 - сигнал, про порциональный сопротивлению Rtl соответствующего элемента, завис щему от температуры раствора -t : tj n-tal с счетно-ралающего устройства 9 по соли - сигнал, пропорциональный изменению плотности Un,j«€(ol). Выходной сигнал счетно-решающего устройства 17 по кислоте, пропорциональный концентрации кислоты Од,,,4 f ( С-кислоп, ) через усилитель 18 посто нного тока с унифицированным выходом 0-6 мА поступает на вторичный прибор 18, оградуированный в единицах концентрации кислоты, и может использоватьс  дл  автоматического регулировани  состава технологического раствора. Вс  информаци , поступающа  на датчики плотности (пьезометрические трубки 2,3), электрической проводимости 12, и с датчиков - на блок термочувствительных элементов 15, с него передаетс  через общее распределительное устройство 20 ввода и вывода информации, позвол ющее создать единую комплексную св зь между всеми элементами схемы, подключить к измерительной схеме требуемое число датчиков, создать единую комбинированную конструкцию датчиков, увеличить точность и надежность измерений. Расположение датчика 12 электрической проводимости ниже пьезометрических трубок 2 и 3 предотвращает попадание пузырьков воздуха на его поверхность из пьезометрических трубок, чем исключаетс  дополнительна  погрешность измерений, а совмещение блока термочувствительных элементов с датчиком электрической проводимости позвол ет уменьшить количество элеiieHTOB схемы итем самым повысить надежность измерений. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обладает р дом технических преимуществ: измерение плотности, электрической проводимости и корректировка выходных сигналов при измерении температуры раствора, .непосредственно в реальном технологическом растворе травильного агрегата повышает точность и надежность измеЕ ений; более широка  область применени , возможность работы устройства как при сол нокислотисм,- так и при сернокислотном травлении стальных изделий на металлургических заводах при температурах раствора до 100°С; прост в обслуживании, не требует специального подготовленного высококвалифицированного персонала. Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  физико-химических параметров многокомпонентных сред, содержгидее канал измерени  концентрации соли, состо щий из блока питани  воздухом, подключенного соответствуквдими магистрал ми к внутренним полост м пьезометрических трубок датчика плотности, соединенных магистрал ми отбора давлени  воздуха с входом преобразовател  плотности, электрический выход которого подсоединен к входу счетнорешающего устройства по соли и дгшее через усилитель посто нного тока - к