Способ контроля концентрации пропиточных растворов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочных производствах текстильной промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля. Способ контроля концентрации пропиточных растворов предусматривает предварительно размещение в растворе с номинальной концентрацией возбуждающего и измерительного контуров, воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением с изменяющейся частотой и измерение амплитуды колебаний U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB> в измерительном контуре и соответствующего значения резонансной частоты F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB> при минимально и максимально возможной рабочей температуре раствора, последующее размещение возбуждающего и измерительного контуров в растворе с рабочей концентрацией и температурой, воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением с изменяющейся в предварительно измеренном интервале F<SB POS="POST">1</SB>-F<SB POS="POST">2</SB> частотой, измерение значения резонансной частоты F<SB POS="POST">P</SB> и соответствующей ей амплитуды U<SB POS="POST">P</SB> колебаний в измерительном контуре и вычисление концентрации раствора в соответствии с формулой C = K<SB POS="POST">0</SB>+K<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>U<SB POS="POST">P</SB>/U<SB POS="POST">2</SB>-U<SB POS="POST">1</SB>+K<SB POS="POST">2</SB><SP POS="POST">.</SP>F<SB POS="POST">P</SB>/F<SB POS="POST">1</SB>-F<SB POS="POST">2</SB> где K<SB POS="POST">0</SB>, K<SB POS="POST">1</SB> и K<SB POS="POST">2</SB> - постоянные коэффициенты. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 73126/28-12 (22) 31.12.86 (46) 23.ÎÝ,8S. Б,. у. 35 (71) Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности и Ивановский научноисследовательский экспериментальноконструкторский машинострбительный институт (72) Н.А. Кобляков, А.Л. Калинин, В.Д. Таланов и A.ß, Радовицкая (53) 532.772(088.8) (56) Патент США Р 4282487, кл. С 01 N 27/02, 1981 ° (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ПРОПИТОЧНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО.

ДЛЯ ЕГО ОСУ1цЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочных производствах текстильной промышленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля. Опособ контроля концентрации пропиточных растворов

Изобретение относится к измери- ° тельной технике и автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочных производствах текстильной промышленности, Целью изобретения является повышение точности контроля путем снижения температурной погрешности.

„„SU„„1509454 А 1 (50 4 D 06 В 23/24, G 01 N 27/02 предусматривает предварительно разме- щение в растворе с номинальной концентрацией возбуждающего и измерительного контуров, и воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением с изменяющейся частотой и измерение амплитуды колебаний U и 0

1 в измерительном контуре и соответствующего значения резонансной частоты

f u f при минимально и максималь но возможной рабочей температуре раствора, последующее размещение возбуждающего и измерительного контуров в растворе с рабочей концентрацией и температурой, воздействие на возбуждающий контур переменным напряжением O ф с изменяющейся в предварительно изме. ренном интервале f f,÷àñòîòîé, измерение значения резонансной частоты f и соответствующей ей амплитуP ды UP колебаний в измерительном контуре и вычисление концентрации раст»с вора в соответствии с формулой .С где К „,K „и К вЂ” постоянные коэффи- циенты. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СФ

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг ° 2 — циклограммы его работы.

Устройство для осуществления способа содержит последовательно включенные источник 1 питания (свип-генератор), бесконтактный кондуктомеI рический датчик 2 с возбуждающим и измерительным контурами и усилитель

3 150945

3, блок 4 обработки информации, вычислительный блок 5, блок 6 индикации, блок 7 программного управления, блок

8 задания, а также входящие в состав блока 4 обработки информации аналогоцифровой преобразователь 9, интегратор 10, регистры 11 и 12 й,блок 13 сравнения кодов.

Первый вход аналого"цифрового пре- 10 образователя 9 связан с выходом усилителя 3, а первый и второй выходы подключены соответственно к первому и вторрму входам интегратора 10, выход которого посредством регистра 11 15 подсоединен к первым входам регистра

12 и блока 13 сравнения кодов. Первый вход вычислительного блока 5 связан с выходом регистра 12 и вторым входом блока 13 сравнения кодов, вы- 20 ход которого подключен к первому входу блока 7 программного управления и второму входу вычислительного блока

5. Первый выход блока 7 программного управления связан с управляющим входом свип-генератора 1, второй выходс вторым входом аналого-цифрового преобразователя 9, третий выход — с третьим входом интегратора 10, четвертый выход — с управляющими входами 30 регистра 11 и блока 13 сравнения кодов, пятый выход — с управляющим входом регистра ..12, шестой и седьмой выходы соответственно — с третьим и четвеРтым входами вычислительного 35 блока 5, выход которого подключен к входу блока 6 индикации. Выход блока

8 задания подсоединен к второму входу блока 7 программного управления и пятому входу вычислительного блока 5. 40

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно кондуктометрический датчик 2 поочередно погружается в растворы с номинальной концентрацией 45 с максимально и минимально возможной рабочей температурой. При воздействии в каждом случае на возбуждающий контур кондуктометрического датчика 2 напряжением с изменяющейся частотой определяют в момент наступления резонанса максимальные значения амплитуды напряжения U, и Б в измерительном

6 контуре датчика 2 и значение частот и 1, соответствующие наступлению55 резонанса.

Далее в блок 8 задания предварительно вводят значения информационных параметров: коэффициентов К„К„, К, а также граничные значения f „ и частоты, определенные ранее, и значения напряжений U, и U в измерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса.

В начале каждого цикла измерений информация о параметрах (граничных значениях частоты f „ и f ) вводится в блок 7 программного управления, при этом в последнем устанавливается нижнее граничное значение частоты f f и соответствующее ей максимальное значение периода Т,. = 1/f управляющих импульсов (фиг. 2), поступающих на управляющий вход свип-генератора 1, который формируем последовательность г из и импульсов (где n = 2, r — предпредварительно заданное положительное целое число) напряжения, поступающего . в возбуждающий контур датчика 2, В жидкостном витке, охватывающем датчик 2, возбуждается ток, сила которого пропорциональна электропроводности раствора, индуцирующий ЭДС в измерительном контуре датчика 2, которая усиливается усилителем 3 (с постоянным коэффициентом усиления) до напряжения U ., достаточного для нормальной работы блока 4 обработки информации. Индекс ij означает j-й импульс серии (j= 1,2,, п,) при частоте следования

По прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех и импульсов первой серии с периодом Т. =

= T„,„ = 1/f z в блоке 7 программного управления автоматически устанавливается следующее очередное значение периода Т;„= Т; -дТ,.где ЛТ вЂ” шаг изменения периода, 4Т выбирают из условия DT = (Т вЂ” Т„„„/m, где Т,цминимальное значение периода, соответствующего верхней граничной частоте f,= 1/Т „, число уровней m изменения периода Т; выбирают из условия требуемой точности определения резонансной частоты f, при этом рй

1,2,...,m.

После осуществления операции модификации периода через датчик 2 проходит следующая серия из и импульсов, теперь уже частоты f;„ = 1/Т;,„, и так далее до момента, когда период

Т„- = Т „„ (граничное значение), после чего весь цикл повторяется: устанавливается начальное значение периода Т; = Т,„,„„,= 1/f q и т.д.

54 6

Сигнал WR, поступающий с четвертого выхода блока 7 программного управления на управлякщий вход второго регистра 12, разрешаем считавание информации (кода Х. ), ранее записанной 1 в первый регистр 11 в предшествующем цикле записи (при периоде, равном

Т,,) из интегратора 10. Сигнал WR ïîступающий с пятого выхода блока 7 программного управления на управляющий вход первого регистра 11 и третий вход блока 13 сравнения кодов, разрешает считывание из интегратора 10 кода Й,, равного

5 15094

Таким образом, результатом операции циклического изменения частоты напряжения, приложенного к возбужда— ющему контуру датчика 2 является изУ

5 менение частоты в пределах интервала граничных частот от fz =1/Т,„, до.

f Ä = 1/Т„,„.

Указанный алгоритм циклического изменения частоты реализуется путем равномерного изменения периода, т. е, Т;„= т; — aT.

Напряжение U,. с выхода усилителя

11

3 поступает на вход блока 4 обработки информации, а именно на первый вход аналого-цифрового преобразователя 9, на второй вход которого с фиксированной задержкой во времени по отношению к переднему фронту импульса (фиг. 2) с второго выхода блока 7 20 программного управления подаются командные импульсы START с периодом, равным текущему периоду Т - = 1/f

По поступлении запускающих импульсов START аналого †цифров преобра- 25 зователь 9 осуществляет преобразование амплитуды напряжения 11; в парал.лельный двоичный код К;- . По окончании каждого цикла преобразования

U„ - N,, на втором выходе аналогоцифрового преобразователя 9 формируется командный сигнал 4К, передаваемый на второй вход интегратора 10, который осуществляет суммирование кода

И последнего преобразования (изме11 35 рения) с суммой j-1 ранее сосчитанных кодов. Таким образом, в интеграторе 10 формируется сумма кодов, равная

t

И

1 т 40 э (в j M цикле j апв и м j n)

После этого АЦП 9 находится в жду-. щем режиме до момента поступления на второй его вход очередного импульса 45

START от блока 7 программного управ- " ления, после чего цикл преобразования повторяется.

По заднему фронту последнего и-го импульса i — и серии (с периодом Т; — T„«) на третьем, четвертом и пятом выходах блока 7 программного управления формируются три последовательных командных сигнала (импульса): WR, по55 даваемые на управляющие входы первого

11 и второго 12 регистров и блока 13 сравнения кодов, и R, подаваемый на обнуляющий вход интегратора 10. и одновременно сравнение кодов N; и

N; 1 текущего и предшествующего циклов

i-й (i-1) -й серии импульсов, записанных соответственно в первом 11 и втором 12 регистрах, Если результат сравнения отрицательный, т.е. N,.

N;, (О, то на выходе блока 13 сравнения кодов появляется сигнал IM, передаваемый на объединенные первый вход блока 7 программного управления и второй вход вычислительного блока 5, инициируя вычисления в последнем.

Сигнал R, поступающий после отработки первых двух сигналов, поступает на третий вход интегратора 10, чем обнуляет его содержимое, после чего интегратор 10 подготовлен к суммированию с "делением на n" (интегрированию) кодов импульсов очередной (j+1) — и серии, но уже с периодом Т ° „= — Т -йТ.

Сигнал, поступающий на первый вход блока 7 программного управления, одновременно инициирует генерациЮ тактовых импульсов ТИ из блока 7 программного управления, поступающих с его шестого выхода на третий вход вычислительного блока 5, вследствие чего последний осуществляет считывание через четвертый (информационный) вход кода N(f ), соответствующего резонансной частоте f; = f p (c периодом Т; = Т ), из блока 7 программного управления, а также через пятый вход — считывание из блока 8 задания коэффициентов К, К,, К „, Uz, f . Затем производится преобразование соответствующих амплитуде U Р и частоте f в момент резонанса двоичных кодов 11 и N(f ð) и вычисляется текущее значение концентрации С элек1509454 тролита в контролируемом растворе в соответствии с формулой

U f

С=К+ К -- -+ К о 1 Ц 11

2 1

5 где К К К вЂ” постоянные коэффицио 1 2 енты;

К,, Г /(f.,-f ) — корректирующий сигнал о температуре раствора;

1О

U<= а,.И

f,==а -К(К ); а,, а — константы преобразо-. вания.

По окончании вычислительного процесса в вычислительном блоке 5 информация выводится в блок 6 индикации, где она индицируется до момента окончания следующего цикла измерений.

Формула изобретения

U fp

C=K + К вЂ” ---- — + К -- — -- —, 55

О .1 ц где С вЂ” концентрация раствора;

К,К„и К - постоянные коэффициенты;

U <, f > — соответственно амплитуда

1. Способ контроля концентрации пропиточных растворов, заключающийся 25 в размещении в растворе возбуждающего ,и измерительного контуров, в воздей ствии на возбуждающий контур переменным напряжением с циклически изменяющейся частотой и йзмерении амплитуды 3р колебаний напряжения в измерительном контуре, по величине которого опреде- ляют концентрацию растворов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем снижения температурной погрешности, предварительно определяют граничные значения резоиансной частоты и соответствующие им значения амплитуды напряжения в измерительном контуре, погруженном в раствор с номинальной концентрацией при минимальной и максимальной рабочих температурах раствора, а циклическое изменение частоты приложенного к возбуждающему контуру напряжения осуществляют в пределах интервала граничных значений резонансной частоты, при этом фиксируют в каждом цикле измерения частоты максимальное значение амплитуды колебаний в измерительном контуре и соответствующее ей значение резонансной частоты, а концентрацию раствора вычисляют по формуле и частота напряжения в измерительном контуре в момент резонанса при концентрации С;

U H f

Б и f — соответственно амплитуда и частота напряжения на измерительном контуре при номинальной концентрации раствора и минимальной и максимальной рабочих температурах.

2. Устройство для контроля концентрации пропиточных растворов, содержащее последовательно включенные источник питания, бесконтактный кондукто— метрический датчик и усилитель., а также блок обработки информации и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля путем снижения температурной погрешности, оно имеет блок программного управления, блок задания и вычислительный блок, а блок обработки информации содержит аналого-цифровой преобразователь, интегратор, регистры и блок сравнения кодов, причем первый вход аналого-цифрового преобразователя связан с выходом усилителя, а первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам интегратора, выход которого посредством первого регистра подсоединен к входу второго регистра и первому входу блока сравнения кодов, первый вход вычислительного блока связан с выходом второго регистра и вторым входом блока сравнения кодов, выход которого подключен к первому входу блока программного управления и второму входу вычислительного блока, при этом первый выход блока программного управления связан с управляющим входом источника питания, второй выход — с -. вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход — с третьим входом интегратора, четвертый выход. — с управляющими входами первого регистра и блока сравнения кодов, пятый выход — с управляющим входом второго регистра, шестой и седьмой выходы соответственно с третьим и четвертым входами вычислительного блока, выход которого подключен к входу блока индикации, а выход блока задания подсоединен к второму входу блока программного управления и пятому входу вычислительного блока.

1509454 фиг / брсил

Редактор И. Шулла

Заказ 5769/24

Тираж 437

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Ъ ф

Ь

Составитель Н. Козлов

Техред И.Берес Корректор Т. Малец