Устройство для контроля концентрации пропиточных растворов

 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочном производстве текстильной промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля путем снижения температурной погрешности. В блок 8 задания предварительно вводят значения коэффициентов K<SB POS="POST">0</SB>, K<SB POS="POST">1</SB>, K<SB POS="POST">2</SB>, граничные значения частот F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB>, а также значения U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB> напряжения в измерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса. По сигналу с первого выхода блока 7 программного управления источник питания 1 /свип-генератор/ формирует последовательность серий импульсов в диапазоне частот от F<SB POS="POST">1</SB> до F<SB POS="POST">2</SB>. ЭДС, ИНДУЦИРУЕМАЯ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ ДАТЧИКА 2, УСИЛИВАЕТСЯ УСИЛИТЕЛЕМ 3 И ПОДАЕТСЯ НА СХЕМЫ 9 И 10 ВЫБОРКИ - ХРАНЕНИЯ, СОДЕРЖИМОЕ КОТОРЫХ СРАВНИВАЕТСЯ СТРОБИРУЕМЫМ КОМПАРАТОРОМ 11 И ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В КОД АНАЛОГО-ЦИФРОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 12. В БЛОКЕ 5 ВЫЧИСЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ВЫЧИСЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ И ПАРАМЕТРАМ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВВЕДЕННЫМ В БЛОК 8 ЗАДАНИЯ. УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ БЛОКА 4 ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, БЛОКОМ 5 ВЫЧ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„,Я0„„1537727 (51) 5 D 06 В 23/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4299514/28-12 (62) 4173126/28-12 (22) 29.07.87 (23) 31. 12.86 (46) 23.01.90. Бюл. h» 3 (71) Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности и Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт (.72) Н.А. Кобляков, А.Л. Калинин, В.Д. Таланов и А.Я. Радовицкая (53) 677.811(088.8) (56) Патент СНА У- 4282487, . кл. G 01 И 27/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОПИТОЧНЬИ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и может быть использовано в отделочном производстве текстильной промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля путем снижения температурной погрешности. В

2 блок 8 задания предварительно вводят значения коэффициентов К,, К,, К, граничные значения частот f < и а также значения U, и U < напряжения в измерительном контуре кондуктометрического датчика 2 в момент резонанса.

По сигналу с первого выхода блока,7 программного управления источник питания 1 (свип-генератор) формирует последовательность серий импульсов в диапазоне частот от Е, до f . ЭДС, индуцируемая в измерительном контуре датчика 2, усиливается усилителем 3 и подается на схемы 9 и 10 выборки-хранения, содержимое которых сравнивается стробируемым компаратором 11 и пре- образуется в код аналого-цифровым преобразователем 12. В блоке 5 вычисления концентрации осуцествляется вычисление значения концентрации раствора по результатам измерений и параметрам, предварительно введенным в блок 8 задания. Управление режимами работы блока 4 обработки информации, блоком 5 вычисления концентрации и источником питания 1 производится блоком 7 программного управления.2 ил.

1537727

Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроля концентрации пропиточных растворов и мож т быть использовано в отделочном

5 производстве текстильной промышленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля путем снижения температурной погрешности.

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

Устройство (фиг. 1) содержит источи к 1 питания (свип-генератор), бесконтактный кондуктометрический датчик !

2I с возбуждающим и измерительными конт рами, усилитель 3, блок 4 обработки информации, блок 5 вычисления концент раций и блок 6 индикации, блок 7 про-20 граммного управления, блок 8 задания, а также входящие в состав блока 4 обаботки информации схемы 9 и 10 выбори-хранения, стробируемый компаратор

11 и аналого-цифровой преобразователь 25 f,2. Источник 1 питания, датчик 2 и усилитель,3 соединены последовательно.

Первый вход схемы 9 выборки-хранения связан с выходом усилителя 3, а выход подключен к первым входам схемы 30

10 выборки-хранения и стробируемого компаратора 11. Первый вход аналогоЦифрового преобразователя 12 соединен с вторым входом стробируемого компаратора 11 и выходом схемы 10 выборкиХранения, второй вход связан с выходом стробируемого компаратора 11, первый выход подключен к первому входу блока 5 вычисления концентрации, а второй выход подсоединен к первому входу блока 7 программного управления и второму входу блока 5 вычисления концентрации. Первый выход блока 7 программного управления подключен к управляющему входу источника 1 питания, второй и третий выходы связаны с вторыми (управляющими) йходами соответственно схемы 9 и 10 выборкихранения, четвертый выход подсоединен к третьему (управляющему) входу стробируемого компаратора 11, а пятый и

50 шестой выходы подключены соответст- . венно к третьему и четвертому входам блока 5 вычисления концентрации, выход которого соединен с блоком 6 индикации. Выход блока 8 задания подсо- 55 единен к второму входу блока 7 программного управления и пятому входу блока 5 вычисления концентрации.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно кондуктометрический датчик 2 поочередно погружается в растворы с номинальной концентрацией 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 U в измерительном контуре датчика 2 и значение частот

Е„и f, соответствующие наступлению резонанса.

Далее в блок 8 задания предварительно вводят значения информационных

1 параметров: коэффициентов К, К,, К а также граничные значения f . и f< частоты, определенные ранее, и значения напряжения U и Ц 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 1, = f и соответствующее ей максимальное значение периода Т; = 1/f< управляющих импульсов (фиг. 2), поступающих на управляющий вход источника 1 питания (свип-генератора), который формирует последовательность из и имг пульсов (где и = 2, r — предварительно заданное натуральное 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 нормаль I ной работы блока 4 обработки информации. Индекс ij означает j-й импульс серии (j = 1,2,...,п) при частоте следования f, По прохождении через датчик 2 и последующие элементы схемы всех импульсов первой серии с периодом Т;

= Т„ „ = 1/f< в блоке 7 программного управления автоматически устанавливается следующее очередное значение периода Т... = Т, — 4 Т, где 4Т вЂ” шаг изменения периода, 4Т выбирают из условия ДТ = (Т„„„ — Т „„ )/m, ãäå

Т „„ — минимальное значение периода, соответствующего верхней граничной

5 частоте f! = 1/Т„„„, число уровней т изменения периода Т; выбирается из условия требуемой точности определения резонансной частоты fP, при этом

1х = 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 15 далее, до момента, когда период станет равным Т, = Т„„„(граничное значение), после чего весь цикл повторяется: устанавливается начальное значение периода Т,. = Т„„„= 1/f и т.д.

Таким образом, результатом операции циклического изменения частоты напряжения, приложенного к возбуждающему контуру датчика 2, является изменение частоты в пределах интервала 25 граничных частот от f = I/T макс

Описанный алгоритм циклического изменения частоты реализуется путем равномерного изменения периода, т.е. ЗО

Т, — ЛТ.

Напряжение U! с выхода усилителя 3 поступает на вход блока 4 обработки информации, а именно на первый (информационный) вход схемы 9 выборки-хране-35 ния, на вход управления которой с фиксированной задержкой по отношению к переднему фронту импульса (фиг. 2) с второго выхода блока 7 программного управления подаются командные импуль- щ сы MR с периодом, равным текущему периоду Т; = 1/1

Под действием стробирующих импульсоВ MR схема 9 выборки-хранения осуществляет выборку (фиксацию мгновенно-45

ro значения) напряжения U. и ее хранеE) ние (запоминание) до момента прихода следующего стробирующего импульса.

Постоянная времени интегрирования

Т„, схемы 9 выборки-хранения выбира- 5р ется из условия Т „, > 3и Т„„„., что позволяет осуществить сглаживание амплитуды U,.выборочного напряжения

1 (аналоговое интегрирование) за и импульсов для Т = Т и и, < и для мнн 55

Т; )- T „„. Следовательно, при изменении периода Т за время интегрирования

Т„, интегрируется неодинаковое число импульсов, однако для относительно

1537727 б узкого диапазона частот f ...Е эта разница практически не существенна, если и ) 32.

По заднему фронту последнего п-го импульса i-й серии на третьем и четвертом выходах блока 7 программного управления формируется пара стробирующих импульсов MR, подаваемых на управляющие (стробирующие) входы стробируемого компаратора 11 и схемы

10 выборки-хранения. Первый стробиру-ющий импульс MR, подаваемый на управляющий вход стробируемого компаратора

11, разрешает сравнение напряжений на выходах схем 9 и 10 выборки-хранения (соответственно, текущее среднее U,. и

U;,, среднее по предыдущей серии импульсов с частотой Е = 1/Т ). Вто1-! )-! рой импульс MR подаваемый с фиксированной задержкой относительно первого на вход управления второй схемы 10 выборки-хранения, разрешает выборку сглаженного значения напряжения U; с выхода схемы 9 выборки-хранения, обновляя ее содержимое с U; „ U;, при

9 TOM T!! )) T и!

Если результат сравнения напряжений на стробируемом компараторе 11 отрицательный (т. е. U; — U;, (О), на его выходе появляется сигнал (импульс)

"Старт", передаваемый на второй (запускающий) вход аналого-цифрового преобраз ователя 12, воспринимаемый последним как сигнал начала аналогоцифрового преобразователя напряжений.

U-,,, считываемого с выхода схемы 10 выборки-хранения через первый (информационный) вход аналого-цифрового преобразователя 12. По окончании преобразования 0 . .з код N ° =N на !

-1 Р втором выходе аналого-цифрового преобразователя 12 появляется сигнал готов-ности MR, поступающий на объединенные первые вход блока 7 программного управления и второй вход блока 5 вычисления концентрации, инициируя вычисления в последнем.

Сигнал, поступающий на первый вход блока 7 программного управления, одновременно инициирует генерацию тактовых импульсов из блока 7 программного управления, поступающих с его пятого выхода на третий (тактовый) вход блока 5 вычисления концентрации, вследствие чего последний через второй вход осуществляет считывание кода N с первого выхода аналого-цифP рового преобразователя 12, через чет".

1537727 вертый .вход (информационный) — считывание -кода N(fy), соответствующего резонансной частоте f;, = f (с периодом Т = Тр) из блока 7 программного управления, а через пятыи вход — счи° 3

5 тывание из блока 8 задания коэффициентов К, К,, К, U,.„ f (у, U, f . . Затем производится преобразование соответствующих амплитуде U и частоте 10 в момент резонанса двоичных кодов

Н: и М (f p) и вычисляется текущее

sнaчeниe концентрации С электролита в контролируемом растворе в соответствии с формулой

С Ко +K U (U2 U„)+K где К,K,„,К вЂ” постоянные коэффициенты; 20

K f P (f, -,) — корректирующий о температуре раствоPB j

U p- a„„Np„"

f> = а, N(f ); 25 а„а — констайты преобразования.

По окончании вычислительного про. цесса в блоке 5 вычисления концентраЦии информация выводится в блок б. индикации, где она индицируется до момента окончания следующего цикла измерений.

Формула изобретения

Устройство для контроля концентра— ции пропиточных растворов, содержащее последовательно включенные источник питания, бесконтактный кондуктометрический датчик и усилитель, а также блок обработки информации,включающий компаратор, 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 снабжено блоком программного управления, блоком задания и блоком вычисления концентрации, блок обработки информации дополнительно содержит схемы выборки-хранения и аналого-цифровой преобразователь, причем первый вход первой схемы выборки- хранения связан с выходом усилителя, .а выход подключен к первым входам второй схемы выборки-хранения и компаратора, первый вход аналого-цифрового преобразователя и второй вход компаратора объединены и подключены к выходу второй схемы выборки-хранения, второй вход аналого-цифрового преобразователя связан с выходом компаратора,. первый выход подключен к первому входу блока вычисления концентрации, а второй выход подсоединен к первому входу блока программного управления и второму входу блока вычисления концентрации, при этом первый выход блока программного управления подключен к управляющему входу источника питания, второй и третий выходы подсоединены к вторым входам соответственно первой и второй схем выборки-хранения, четвертый выход связан со стробирующим входом компаратора, пятый и шестой выходы подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока вычисления концентрации, причем выход блока задания подсоединен к второму входу блока программного управления и пятому входу блока вычисления концентрации, выход которого связан с входом блока индикации.

1537727

Редактор Н. Рогулич

Заказ 147 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул . Гагарина, 101 с, ф CL, а

jc3 о

Составитель А. Козлов

Техред Л.Сврдюкова - Корректор C. 111екмар