Кондуктометрический анализатор

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в кондуктометрии. Цель изобретения - повышение точности измерения в динамическом режиме измерения. Кондуктометрический анализатор содержит измеритель удельной электропроводности, измеритель температуры , блок введения поправки и регистратор . Введение в устройство блока прогнозирования температуры и блока формирования поправки позволяет повысить его динамические характеристики и увеличить точность измерения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОНЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э 6 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4632488/21 (22) 09.01,89 (46) 15,01,91, Бюл, № 2 (72) B.T.Клименко, М.Е.Рабинский и Ю.А,Михайлов (53) 681.327.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1000875,,кл. G 0 1 R 27/02,,1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1343331, кл. G 01 R 27/02, 1986. (54) КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к приборостроению, в частности к кондуктометрии, Цель изобретения — повышение точности измерения в динамическом режиме измерения, На фиг. 1 показана блок-схема кондук-. тометрического анализатора; на фиг. 2— схема блока прогнозирования температуры; на фиг. 3 — схема блока формирования поправки.

Кондуктометрический анализатор (фиг. 1) содержит измеритель 1 удельной электропроводности, измеритель 2 температуры, блок 3 прогнозирования температуры, блок

4 формирования поправки, блок 5 введения поправки и регистратор 6.

Блок прогнозирования температуры (фиг. 2) включает узел 7 получения производной, фильтр 8 низкой частоты, сумматор 9, операционный усилитель 10, интегратор 11 и делитель 12.

Блок формирования поправки (фиг. 3) образуют первый умножитель 13, первый делитель 14, сумматор 15, второй делитель

16 и второй умножитель 17.

„„ЯЦ„„1620959 А1 (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в кондук.тометрии, Цель изобретения — повышение точности измерения в динамическом режиме измерения, Кондуктометрический анализатор содержит измеритель удельной электропроводности, измеритель температуры, блок введения поправки и регистратор. Введение в устройство блока прогнозирования температуры и блока формирования поправки позволяет повысить его динамические характеристики и увеличить точность измерения. 1 з,п.ф-лы, 3 ил.

Кондуктометрический анализатор работает следующим образом

С измерителя 2 на блок 3 поступает напряжение, пропорциональное разности температур

U1 = К1(Т вЂ” To), (1) где К1 — коэффициент пропорциональности; . Т вЂ” температура термочувствительного элемента измерителя 2 в текущий момент времени.

На входе блока 4 получают напряжение

02= U1+ Г1

4 01 (2)

dt где г1- постоянная времени блока 3;

d 01 — производная от входного напряdt жения во времени.

На блок 4 подаются напряжения Uz и Оэ, где формируется напряжение термопоправки Л U, которое с соответствующим знаком суммируется в блоке 5 с напряжением 0э, пропорциональным удельной электропроводности (УЭП) раствора в текущий момент времени. Выходное напряжение U4 блока 5 является пропорциональным измеряемому

1620959 (4) значению УЭП раствора, приведенному к температуре Тс, и фиксируется регистратором 6, Блок прогнозирования температуры работает следующим образом, напряжение 01 дифференцируется узRC лом 7 с постоянной времени х1 = и

Р через фильтр 8 подается на сумматор 9, где суммируется с напряжением 01, RC = т- постоянная времени интегратора 11;

p — коэффициент деления напряжения

Ui делителем 12.

Изменяя коэффициент деления р, устанавливают значение г1 равным значению постояннсй времени прогрева термочувствительного элема..та измерителя 2.

При этом

02 = К2(Тр То), (3) где K2 — коэффицисHT пропорциональности.

УЭП растворов сильно зависит от температуры (e среднем 2 на 1 С), поэтому для определения состава раствора путем измерения УЭП необходимо компенсировать изменения УЭП, вызванные измечением температуры раствора.

Зависимость УЭП от температуры можно представить формулой

Xo = Х Х (a(Tp Tp) +p(Tp То) ), .где Xo — значение УЭП раствора при температуре То.

X — значение УЭП раствора при температуре Тр, То — температура раствора, к которой необходимо привести показания УЭП анализатора (грэдуировочная);

Тр — температура раствора в текущий момент времени;

Х (а(тр — Т„) + — термопоправка УЭП;

+ /3 (Тр — То) )

a, j$ — температурные коэффициенты

УЭП раствора.

В известных анализаторах в качестве чувствительного элемента измерителя темпеоатуры применяются проволочные или полупроводниковые терморезисторы, которые имеют постоянную времени прогрева

1-30c. Если растворы химически активные, чувствительный элемент чеобходимо армировать защитной оболочкой, которая увеличивает постоянную времени прогрева в несколько раэ (до единиц минут).

Измерение УЭП производят со скоростью от единиц микросекунд до миллисекунд, а термопоправка может быть

55 получена только после прогрева термочувствительного элемента, т.е, с большим запаздыванием. В статическом режиме кондуктометрический анализатор может производить измерения с высокой точностью, но при колебаниях температуры раствора или при нагреве (охлаждении), что в .технологических линиях производства неизбежно, он осуществляет неправильные измерения, Так, при скачке температуры на

10 С в первый момент времени кондуктометрический анализатор дает погрешность около 20, а затем его показания асимптотически приближаются к установившемуся значению с постоянной времени прогрева термочувствительного элемента. При изменении температуры раствора с постоянной скоростью (нагрев или охлаждение) показания (выходной сигнал) кондуктометрического анализатора имеют большую погрешность, так как внесение термопоправки отстает в лучшем случае на величину

Чч, где V — скорость изменения температуры раствора; г — постоянная времени и рог рева термочувствител ь ного элемента.

Как видно из формулы (4), необходимо перемножить электрический сигнал, пропорциональный УЭП раствора, на функцию температуры.

В кондуктометрическом анализаторе функция температуры вводится в блок формирования поправки в виде напряжения с выхода блока прогнозирования температуры, поэтому перемножение необходимо производить на умножителях напряжений.

Блок формирования поправки работает следующим образом.

Напряжение Uz подается на делитель16 и умножитель 13. После возведения в квадрат умножителем 13 напряжение подается на делитель 14, С помощью делителей устанавливаются постоянные коэффициенты а,Р, уравнения (4). Напряжения сделителей 14 и 16 складываются на сумматоре 15 и подаются на умножитель 17, где перемножаются на напряжение 13з, пропорциональное УЭП раствора.

Включение в остаь прибора блока прогнозирования температуры значительно повышает его динамические характеристики и увеличивает точность измерения.

Формула изобретения

1. Кондуктометрический анализатор, состоящий иэ измерителя удельной электропроеодности, измерителя температуры, блока введения поправки и регистратора, вход которого соединен с выходом блока введения поправки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности иэме1620959

ФигЛ рений в динамическом режиме. в него введены блок формирования поправки и блок прогнозирования температуры, состоящий из последовательно включенных узла получения производной, фильтра низких частот и сумматора, причем выход измерителя температуры соединен с входом блока прогнозирования температуры, выход которого соединен с первым входом блока формирования поправки, второй вход которого объединен с вторым входом блока введения поправки и соединен с выходом измерителя удельной электропроводности, выход блока формирования поправки соединен с вторым входом блока введения поправки.

2. Анализатор по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок формирования поправки

10 состоит из первого и второго умножителей, первого и второго делителей и сумматора, причем входы первого умножителя и второго делителя объединены и являются первым входом блока формирования поправки, вы15 ход первого умножителя соединен с входом первого делителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго делителя, выход сумматора соединен с первым входом второго умножителя, второй вход и выход которого являются вторым

15 входом и выходом блока формирования поправки.

1620959

Составитель В.Чеботова

Техред M,Moðãåíòàë Корректор Т.Колб

Редактор А,Огар

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

Заказ 4244 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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