Устройство для контроля концентрации солей металлов в многокомпонентном растворе

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ В МНОГОКОМПОНЕНТНОМ РАСТВОРЕ, со Ьржзщее индикатор, последовательно соединенные генератор ультразвуковых колебаний, пьезоизлучатель , датчик измерения скорости ультразвуко nt. f ы; Ч у в вых колебаний, усилитель и фазовый детектор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях технологического процесса, оно снабжено индз ктивностью, образующей совместно с пьезоизлучателем датчик измерения акустического сопротивления, датчиком измерения электро проводности , тремя схемами сравнения, при зтом датчик акустического сопротивления соединен с входом первой схемы сравнения, которая подключена к выходу фазового детектора , датчик измерения электропроводности соединен с входом второй схемы сравнения, вход последней подключен к выходу первой схемы сравнения, выходы фазового детектора, первой и второй схем сравнения соединены с входом третьей схемы сравнения, a выходы всех схем сравнения - с индикатором. О) СО 00 5 со fO

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

МЮ ЛЮ

РЕСПУБЛИН аЕ а11 з(59 G 01 и 2902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3529899/25 — 28 (22) 03.01.83 (46) 30.09.84. Бюл. У 36 (72) С. К. Германов (71) Рыбинский авиационный технологический институт (53) 534.8.081 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 571740, кл. G 01 N 29/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР N 243985, кл. G 01 М 29/02, 1965 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ В МНОГОКОМПОНЕНТНОМ РАСТВОРЕ, содержащее индикатор, последовательно соединенные генератор ультразвуковых колебаний, пьезоизлуча-. тель, датчик измерения скорости ультразвуковых колебаний, усилитель и фазовый детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях технологического процесса, оно снабжено индуктивностью, образуюшей совместно с пьезоизлучателем датчик измерения акустического сопротивления, датчиком измерения электро» проводности, тремя схемами сравнения, при этом датчик акустического сопротивления соединен с входом первой схемы сравнения, которая подключена к выходу фазового детектора, датчик измерения .электропроводности соединен с входом второй схемы сравнения, вход последней подключен к выходу первой схемы сравнения, выходы фазового детектора, первой и второй схем сравнения соединены с входом Я третьей схемы сравнения, а выходы всех схем сравнения — с индикатором.

1116383

Изобретение относится к автоматическому контролю технологических процессов и может найти применение при селективном избирательном контроле концентрации солей металлов в многокомпонентных растворах в химической, гидрометаллургической и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для автоматического контроля концентрации электролитов, содержащее помещенные в электролит датчик электро- 10 проводности, датчик температуры и нагреватель, соединенные соответственно с мостовым элементом измерения электропроводности, с мостовым элементом измерения температуры, с одним из входов блока управления, причем дру- 15 гой вход блока управления связан с мостовым элементом измерения температуры, множительное устройство, первый вход которого соединен с выходом мостового элемента измерения электропронодности, второй через дифференци- 20 ал — с выходом мостового элемента измерения температуры, а выход через интегратор соединен с входом блока памяти, причем другие входы интегратора и блока памяти соединены с блоком управления (1), 25

Однако это устройство может быть использовано только для контроля однокомпонентных растворов, так как эпектропронодность является интегральным параметром, определяющимся общим содержанием всех компонент в раст.30 воре. Дпя контроля многокомпонентных растворов устройство применять невозможно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля концецтрации соней металлов в многокомпонентоном растворе, содержащее соединен35 ные последовательно генератор ультразвуковых колебаний, пьезоизпучатель, пьезоприемник, усилитель, фазовый детектор и индикатор (2(.

Недостатками известного устройства являются

40 невозможность применения для контроля концентрации трехкомпонентных растворов солей металлов н связи с тем, что измеряются только два информативных параметра (скорость и поглощение ультразвука), а также малая заниси45

MocTb поглощения ультразвука н растворах от концентрации солей металлов.

Цель изобретения — поныгнсние точности контроля н условиях технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля концентрации солей металлов в многокомпонентном растворе, содержащее индикатор, последовательно соеди-. ненные генератор ультразвуковых колебаний, пьезоизпучатепь. датчик измерения скорости, ультразвуковых колебаний, усилитель и фазовый детектор. снабжено индуктивностью, образуюгпей сонме гпо с пьезонзпучзтепем датчик измерения акустического сопротивления, датчиком измерения электропроводности, тремя схемами сравнения, при этом датчик акустического сопротивления соединен с входом первой схемы сравнения, которая подключена к выходу фазового детектора, датчик измерения эпектропроводности соединен с входом второй схемы сравнения, вход последней подключен к выходу первой схемы сравнения, выходы фазового детектора, первой и второй схем сравнения соединены с входом третьей схемы сравнения, а выходы всех схем сравнения— с индикатором.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, пьезоизпучатепь 2, датчик 3 измерения скорости ультразвука, усилитель 4, фазовый детектор 5, соединенные последовательно датчик измерения акустического сопротивления, совмещенный с пьезоизлучателем 2 за счет подключения индуктивности последовательно с пьеэоиэпучателем, датчик б измерения электропронодности, первую схему 7 сравнения, вторую схему 8 сравнения, третью схему 9 сравнения. Датчик измерения акустического сопротивления соединен с входом схемы 7 сравнения, связанной с выходом фазового детектора 5, датчик 6 измерения электропроводности подключен к входу схемы 8 сравнения, вход которой соединен с выходом схемы 7 сравнения, а выходы фазового детектора 5, схемы 7 сравнения и схемы 8 сравнения соединены с входом схемы 9 сравнения, причем выходы всех трех схем 7, 8, и 9 сравнения соединены с индикатором 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с ультразвукового генератора 1 поступает на пьезоиэлучатель 2, где преобразуется в акустические колебания, которые пройдя контролирующую среду и получив информацию по скорости от концентрации всех трех компонентов, датчиком 3 измерения скорости преобразуются снова в электрические колебания.

Сигнал с датчика 3 измерения скорости усиливается усилителем 4 и поступает на один из входов фазового детектора 5. На второй вход фазового детектора с генератора 1 поступает опорный сигнал.

Плотность трехкомпонентного раствора определяется в основном содержанием сони никеля.

Плотность раствора можно замерить путем измерения акустического сопротивления пьезоизлучателя 2. Но это сопротивление зависит также и от скорости ультразвука в растворе.

Для выделения информации о плотности раство-ра сигнал с пьезоизлучателя 2 подается на первую схему 7 сравнения, куда вводится также сигнал с выхода фазового детектора, величина

Составитель Б. Бычков

Техред Техред Л.Коцюбняк Корректор A. Зимокосов

Редактор М. Петрова

Тираж 822 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6923/36

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1 11638 которого зависит от общей скорости ультразвука в растворе. Таким образом, путем сравнения этих двух сигналов на выходе схемы 7 сравне ния получаем напряжение, величина которого . пропорциональна плотности раствора, а следовательно, и концентрации соли первой компоненты в растворе.

Электрическое сопротивление раствора опре,» деляется концентрацией солей двух компонент.

Поэтому для вьщеления соли второй компонен- 10 ты на схему 8 сравнения кроме сигнала с датчика 6 электропроводности поступает сигнал выхода схемы 7 сравнения, несущий информацию о концентрации соли первой компоненты в растворе. Путем сравнения этих двух сигналов на выходе схемы 8 сравнения получается сигнал, несущий информацию о концентрации соли второй компоненты в растворе.

Для получения информации о концентрации соли третьей компоненты в растворе на схему 9 сравнения подаются три сигнала — сигнал с вы3 4 хода фазового детектора 5, несущий информацию о концентрации трех солей в растворе; сигнал с выхода схемы 7 сравнения, несущий информацию о концентрации соли первой компоненты, и сигнал с выхода схемы 8 сравне. ния, несущий информацию о концентрации соли второй компоненты. В результате сравнения трех сигналов на выходе схемы 9 сравнения получаем сигнал, несущий информацию о концентрации соли третьей компоненты в растворе.

Результаты измерений регистрируются индикатором 10.

Устройство позволяет повысить точность контроля непосредственно в ходе техиологиче кого процесса и осуществляет оперативный контроль концентрации солей в ходе технологического процесса, например процесса антикоррозийного покрытия деталей гальваническим путем, что ведет к снижению процента брака за счет уменьшения количества деталей, идущих на повторное покрытие.