Способ определения концентрации водных растворов спирта

 

ОПИСАН-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 5449I7

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.09.75 (21) 2174451/13 с присоединением заявки № (51) М. Кл. - G 01N 33/14

Совета Министров СССР по аелам изобретений и открытий

Опуоликовано 30.01.77. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 01.03.77 (53) УДК 661.72(088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Бандак, С. Г. Лютворт, В. T Маликов, С. И. Пятин и Ю. А. Скидан

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СПИРТА

Государственный комитет (23) Приоритет

ИЗОбре>с olO ОтнОСИТСя К ПИЩЕвон При.лыи леиносчи, в частности к спиртовому ll ликероBOJOЧНОМУ llPOil3BOJCTH), пользовано при дистанционном непрерывном контроле концентрации водных растворов спирта, а так же для автоматизации процессов спиртового производства. 1звестен cilOcoo определения концентрации водных растворов спирта, предусматривающии воздействие высокочастотных колеоании на водно-спиртовую смесь 1J.

Недостатком известного способа является то, что измерение концентрации водных растворов спирта осуществляют путем измерения параметров первичного преооразователя катушки индуктивности с помощью мостовых схем, обладающих значительной инерционностью и громоздкостью, низкой помехозащищенностью.

Кроме того, известный способ обладаеT низкои чувствительностью и пригоден лишь для контроля малых концентраций спирта в водно-спиртовой смеси.

Целью изобретения является повышение тошости определения концентрации водных растворов спирта.

Это достигается тем, что измеряют фазовыи сдвиг между падающим и отраженным потоками высокочастотных колебаний от поверхности водно-спиртовой смеси и в зависи. оетп uT llu. ЧЕНИОГО ЗНаЧЕНня фаЗОВОГО сдвнга судят о концентрации водных растворов спирта.

На чертеже изображена структурная схема устройства для осуществления способа. ля измерения концентрации водных растворов спирта передают колебания генератора 1 высокой частоты

U, = U,тв1 п ot через ответвптель 2 и соединительную линию

3 в коаксиальный первичньш преобразователь 4, являющийся однородной длинной линией и погруженный в водно-спиртовую смесь.

Распределение напряжения в первичном преобразователе 4 в любой момент можно рассматривать как результат наложения двух волн — прямой и встречной, перемещающихся внутри коаксиального преобразователя в противополозкном направлении с одинаковой фазовой скоростью.

U(x t) U„»(x t)+U„ð(x s) (2)

Прямая волна U„» распространяется от входа первичного преооразователя к поверхности водно-спиртового раствора, встречная волна (/„,»., образованная в результате отражения от поверхности раствора, распространяется в направлении, обратном падающей ко входу первичного преобразователя, и от него через

544917

0 / () (соединительную линию 3 и ответвитель 2 и одному из входов фазоизмерительного блока

5. Таким образом, на один из входов фазоизмерительного блока 5 поступает отраженная высокочастотная электромагнитная волна

U„... содержащая фазовый сдвиг (г относительно падающей волны U„„p, являющейся опорной. Мгновенное значение напряжения подаваемого на вход фазоизмерптсльного блока 5 определяется выражением

U„,ð — U, = U,т sin (zt + ) (f — фазоВый сдВпг ыеркду напряже!1и511!и

U„p= UI и U„.„ð —— U>, содержащийся в отрицательной волне U„„„p. Фазовый сдвиг q. возникает вследствие пройденного пути и электромагнитной волной (р(, а также вследствие зависимости от свойств среды (р2. Фазовый сдвиг (г., определяется выражением где ll — длина соединительной линии;

l) — расстояние от входа первичного преобразователя до границы раздела

ВОЗДУХ вЂ” CI»IPT; () I — постоянная распространения, зависит от диэлектрика, заполняющего соединительный кабель, и определяет приращение фазового сдвш а электромагнитной волны на ед!шицу длины кабеля; (!2 — постоянная распространения электромагнитной волны в воздухе, определяет приращение фазового сдвига электромагнитной волны на единицу длины первичного преобразователя.

Помимо этого фазовый сдвиг (р) отраженной волны завис! т от свойств среды и определяется выражением:

Г) 2у à.icos(в!и— ), = 2rCtg

:-а — cos

1О

)0

I) :)

4!)

Таким образом суммарный фазовый сдвиг отраженного высокочастотного колебания

U ð p3BPH:

9 91+ 92.

М ttoHCHHoe значение напряжения, подаваемогo иа фазоизмерительный блок 5, равно:

Uscrp U — Ь msln(al+ l + l + g,) (()

TI p kI I ci I (p I = p I l I —; - f) g l5 = со и В (, T 3 K K 3 K дл и и и соединительной линии II остается постоянной, длина пезаполненHQII части перви шого npeoop33oB3 I сл51 / также постоянна, ITo o»ppдсляется условиями измерений по предлагаемому спосооу. ГIостояиные распространения ()I и

f35 1 акжс н(.измснны ВО Временl!. Фазовы!1 сдв1!г (I.I учитываетс» фазовращатслем 6 установки пуля. На второй вход фазоизмерительного олока 5 от генератора высокой частоты 1, через фазовращатель 0 подается опорНор. Вапр5!5кс5»1с, содсржащсс фазоВый с;1ВВГ (1 I (1

U,„=-- U, = U,тsin(el+ -i). (8)

I 3K» t образом, в фазоизмеритсл(и!Ом блоке

5 Hpo»ciao;IHT измерение разности фазовых сдвигов между напряжениями U2 и 0 . Cur1t3л От фазоизмер(!телы!Ого блока 5 поступает на вторичный прибор 7, сградуированный в сд(шицах концентрации раствора спирта.

Форму 13 пзобрстсH»51

1. (»осоо О»рсдс !спи!1 KQHHñHTp3»,ill! Вод ых растворов спирта, предусматривающий воздействие высокочастотных колебаний на водно-спиртовую смесь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют фазовый сдвиг между Н3дающпм ll отраженным потоками Высокочастотных колебаний от поверхности Водно-спиртовой смеси и в зависимости от полученного

3H3÷ñíHÿ фазового сдвига судят о концентраIkHH i!op»I Ix растворов спирта.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе:

1. Дикий b. Ч). Автоматический контроль состава и свойств пищевых продуктов. М., «Пищевая промышленность», 19б8, с. 178 (прототип).

544917

Составитель Г. Богачева

Редактор Е. Дайч

Техред А. Камышникова

Корректор А. Галахова

Заказ 217/14 Изд. М 153 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типографии, пр. Сапунова,