Частотный кондуктометр

 

Изобретение относится к средствам автоматизированных кондуктометрических измерений и может быть использовано в целом ряде отраслей народного хозяйства для определения состава и характеристик электролитов . Целью изобретения является повьшгение точности измерений. Это реализуется микропроцессорной системой, управляющей тремя делителями частоты и одним умножителем для компенсации частотного разбаланса рабочей и образцовой частот автогенераторных преобразователей. В кондуктометре использованы также счетчик, и управляемый вентиль. 2 ил. tt S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 8334 А1 (5)) 4 С 01 М 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4106008/31-25 (22) 05.08.86 (46) 07.07.88. Бюл. ¹ 25 (7.1) Тамбовский институт химического машиностроения (72) Б.И. Герасимов, E.È. Глинкин и А.В. Наклонных (53) 543.25(088.8)

{56) Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа.

M. Высшая школа, 1975, с. 276-277, Авторское свидетельство. СССР .№ 1341543, кл. G 01 N 27/02, 1986. (54) ЧАСТОТНЫЙ КОНДУКТОИЕТР (57) Изобретение относится к средствам автоматизированных кондуктометрических измерений и может быть использовано в целом ряде отраслей народного хозяйства для определения состава и характеристик электролитов . Целью изобретения является повышение точности измерений. Это реализуется микропроцессорной системой, управляющей тремя делителями частоты и одним умножителем для компенсации частотного разбаланса рабочей и образцовой частот автогенераторных преобразователей.

В кондуктометре использованы также

C счетчик, и управляемый вентиль. 2 ил. Е

1408334

Изобретение относится к средствам ( кондуктометрических измерений и может,быть использовано в целом ряде отраслей народного хозяйства для определе5 ния состава и характеристик электролитов °

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема предлагаемого кондуктометра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу кондуктометра, Частотный кондуктометр содержит управляемые делители 1-3 частоты, счетчик 4, микропроцессор 5, управяемый умножит .ель 6 частоты, образцовую 7 и рабочую 8 кондукторметрические ячейки и вентиль 9. Структур- 2п но элементы объединены в два функциональных преобразователя (рабочий и образцовый) измерительной информации — удельной электрической проводимости в код. Первые и вторые инфор- 25 мационные, входы-выходы микропроцессора объединены с соответствующими выходами-входами первого 1 и второго

2 управляемых делителей частоты, а управляющий выход соединен через вен- 30 тиль 9 и образцовую кондуктометрическую ячейку 7 со счетным входом первого управляемого делителя частоты, Третьи информационные выходы микропроцессора 5 последовательно соединены со счетчиком 4, информационные выходы которого объединены с третьи1 ми информационными входами микропро( рессора 5, информационными входами третьего управляемого делителя 3 частоты и управляемого умножителя 6 частоты, выход которого соединен через рабочую кондуктометрическую ячейку 8 и третий управляемый делитель 3 частоты со счетным входом второго управляемого делителя 4 частоты. Установочный вход управляемого умножителя

6 частоты объединен с установочным входом третьего управляемого делителя 3 частоты и управляющим выходом микропроцессора 5. Счетный вход счет- 5О чика 4 соединен с выходом рабочей кондуктометрической ячейки 8, а его установочный вход — с информационным входом вентиля 9. Выход последнего подключен к счетному входу управляемого умножителя 6 частоты, а вход управления является управляемым входом частотного кондуктометра, информационными выходами которого служат четвертые выходы микропроцессора 5.

Кондуктометр работает следующим образом.

В исходном состоянии вентиль 9 по управляющему входу закрыт, В ячейки

7 и 8 функциональных преобразователей заливается соответственно образцовый (с известными характеристиками) и исследуемый растворы электг ролитов. В микропроцессор 5 заводятся константы для данного измерения:

m — коэффициент циклов, И = И исходный код, а N; — разность .кодов, причем йИ = О, число И =: F — частота образцового канала, К„, К коэффициенты пропорциональности, х — значение электропроводности об3 разцового электролита, Код N„ поступает по соответствующим шинам на информационные входы счетчика 4, а затем заносится в управляемые умножители 6 и делитель 3 частоты рабочего функционального преобразователя. Коэффициент циклов m поступает в делители 1 и 2, на выходе формируются коды М < и М, N которые хранятся в регистрах микропроцессора 5. На управляющем выходе последнего формируется последовательность нулевых и единичных потенциалов, организующих последовательность тактовых импуль— сов (фиг. 2а) с частотой, определяемой свойствами образцового электролита ячейки 7 и переходными процессами делителей 1. и 2 и микройроцессора 5 образцового функционального преобразователя. Выходные шины делителей 1 и 2 коммутируются в микропроцессоре

5 на выполнение логической операции сравнения кодов М, и М, При равенстве кодов М и Mz на выходе микропроцессора 5 формируется единичный потенциал, в момент неравенства М< / М нулевой потенциал.

Делители 1 и 2 выполнены на сдвиговых регистрах и оперируют единичными позиционными кодами. В исходном состоянии в старший разряд заносится единица, которая прн поступлении на вход делителей i и 2 тактовых импульсов структурно сдвигается в сторону младших разрядов. При обнулении делителей 1 и 2 регистры переходят в устойчивое состояние "0, и делители останавливаются до поступления в них из микропроцессора. 5 коэффициента m.

Запись кода М; в блоки 3, 4 и 6 рабоз

14083 чего функционального преобразователя осуществляется тактовым импульсом с выхода образцового функционального преобразователя. . Кондуктометр функционирует циклич6 но. В момент пуска вентиль 9 открывается по управляющему входу. В i-ом цикле (где i = ), m) запускается уп— равляемый умножитель 6 частоты, re— вх нерируя на выходе частоту F = F N ,вк вх >

= М; / 2э (фиг. 2б), где N;,= И которая подается на вход рабочей ячейки 8. На выходе последней формируется частота F;, но смещенная по фазе на время задержки Г (фиг. 2в). С выхода рабочей ячейки 8 импульсы поступают в счетчик 4, где эа время, вых частотой F; формируется код И;, В микропроцессоре 5 рассчитывается изменение кода на (i+1)-ом шаге д И„.+, которое находится (фиг.2а) из условий

4 вк

34 вк 1t(1Л- Л

1Л. 2 эе = Ы Жэ, sx гДе 4Ь, ьх

С=Кое, вх

N N, д N °

i 1-Л 1t< вых

1 ="- " ° где С

К

P= а/у, ти.

40 Частотный кондуктометр, содержащий рабочую и образцовую кондуктометрические ячейки, рабочий и образцовый функциональные преобразователи удельной электрической проводимости в код, 45 счетчик, микропроцессор, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен тремя управляемыми делителями частоты, управляемым умножителем частоты и

5р вентилем, причем первые и вторые информационные входы-выходы микропроцессора объединены с соответствующими выходами-входами первого и второго управляемых делителей частоты, а уп55 равляющий выход соединен через вентиль и образцовую кондуктометрическую ячейку со счетным входом первого управляемого делителя частоты, третьи информационные выходы микропроцессора 1

Из решения системы находят алгоритм расчета Ь N;+ .

sx вых д Ni+a= 1Я;,— N; +dN; (1) После этого в микропроцессоре 5 вх производится расчет кода N;

Из временной диаграммы (фиг.2в) видно, что 6 М ° „= ° F; а при уста1Л-Л новившемся резонансном режиме для

{1,2,3,... J2, Р,.,= Р следует, вх что код при резонансе N; = Б,N;

"Э т ° e °

N1 вх 2.а . F +л

1 4И.

На этом заканчивается i-й цикл и начинается (i+1)-й.

В начальный момент (i+1)-го цикла в ячейках микропроцессора 5 хранится код N;, p N,.„ ф О.

Все этапы измерения аналогичны

i-му циклу: умножителем 6 Формируется частота F;, = Р М„ (фиг.2б), из,вх вых меряется код N,„ â счетчике 4,в микропроцессоре 5 по формуле (1) вычисляется

BX В2тЛХ дн. = N ° - Х ° +дн °

)Л.2 1 1+4 1Л.Л Э в микропроцессоре 5 определяется код и т.д..

На m-ом цикле генерация импульсов в кондуктометре прекращается, так как делители 1 и 2 обнуляются, а по

И д = N микропроцессор 5 рассчитываВх ет комплекс физико-химических характеристик исследуемого раствора электролита по формулам: определяемое значение электропроводности; электропроводность образцового раствора; расчетный код m-го цикла; концентрация исследуемого электролита; коэффициент пропорциональности где p — вязкость исследуемого электролита; а — коэффициент пропорциональнос1

Кондуктометр обеспечивает погрешность измерения не превышающую 4Х °

Ф о р м у л а и з обретения

1408334 последовательно соединены со счетчи,ком, информационные выходы которого (,объединены с третьими информационными

Ф входами микропроцессора информацион5 ными входами третьего управляемого делителя частоты и управляемого умножителя частоты, выход которого соединен череэ рабочую кондуктометричес кую ячейку и третий управляемый дели- 1О тель частоты со счетным входом второго управляемого делителя частоты, установочный вход управляемого умножителя частоты объединен с установочным входом третьего управляемого делителя частоты и управляющим выходом микропроцессора, причем счетный вход счетчика соединен с выходом рабочей кондуктометрической ячейки, а установочный вход . — с информационным входом вентиля, выход которого подключен к счетному входу управляемого умножителя частоты, а вход управления является управляющим входом частотного кондуктометра, информационными выходами которого служат четвертые выходы микропроцессора.

1408334

Составитель Н. Станчук

Техред М.Дидык

Корректор Л. Пилипенко.

Редактор И. Горная

Заказ 3305/47

Тираж 847 Под пис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1(3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, .4