Автоматический анализатор для определения содержания металлов в растворах

 

B.Á.Гельбштейн, Л. B. Исаев, Н. К. Ишен о, С. В. Баранов, Г. И. Сагарина и Н. А. Фадюшин.

1 изобретения!

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт "Бвег мегавг омат ика (7I) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ЙЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ МЕТАЛЛОВ В РАСТВОРАХ

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для автоматического определения поэлеменгного состава веществ в процессе производства этих веществ.

Известен автоматический спектрометр для анализа химических соединений 51).

Наиболее близким техническим решением к предложенному является автоматический анализатор дпя определения металлов

16 в растворах, содержащий кснгуры пробсьподгоговки по числу точек контроля, составленные из средств пробоотбора, фильтра электромагнитных клапанов и кювет пробоподающего устройства, измеригельны

I$ блок с аналоговым выходом, подключенный к блоку регистрации стартсгопный программатор-вычислитель со стартовым информационным входом, управляемый цифровым логическим блоком с цифровым счетчиком накопителем, соединенный командными шинами с электромагнитными клапанами, пробоподающим устройством и измерительным блоком.

Однако эгог анализатор характеризуется недостаточной надежностью, вызванной малой эффективностью автоматической очистки фильтра от наслоений, и отсутствием важной информации времени окончания пробоотбора.

Бель изобретения — повышение надежности анализатора и увеличение информации об объекте анализа.

Бель достигается тем, что в автомати- ческий анализатор дпя определения содержания металлов в растворах, содержащий контуры пробоподгоговки по числу точек контроля, составленные из средств пробоотбора, фильтра, электромагнитных клапанов и кювет пробоподающего устройства, измерительный блок с аналоговым выходом, подключенный к блоку регистрации, сгаргстопный программатор-вычислитель со стар товым и информационным входами, управляемый цифровым логическим блоком с ци фровым счетчиком-накопителем, соединенный командными шинами с электромагнитными клапанами, пробоподающим устройст8640 вом и измерительным блоком, в каждый контур пробоподготовки между фильтром и пробоподаюшим устройством введен дозатор, а в цифровой логический блок введены часы с цифровым выходом, две схемы ИЛИ и двухвходовые схемы совпадения по одной на дозатор, причем дозатор выполнен в виде сосуда с выпускной хлопающей мембраной и снабжен кинемагически связанной с мембраной контактной парой, соединенной со входами схем совпадения, выходы которых через схему ИЛИ под ключены к стартовому входу программатора, вычислителя, а цифровой выход часов связан через схему ИЛИ с информационным входом программатора-вычислителя.

На чертеже представлена блок-схема автоматического анализатора.

Автомат ический анализатop соединен с контролируемыми точками пульпопровода 1а (Ha чертеже показак один контур пробоподготовки) . Лульпопр овод соединен с входом 2 электромагнитного клапана 3.

Вход 4 клапана 3 трубопроводом 5 соединен с сосудом 6, в котором содержится промывочная жидкость для фильтра 7. Выход клапана 3 трубопроводом соединен с входом фильтра 7, в корпусе которого размещен фильтрующий элемент, например, в

30 виде керамического пористого цилиндра и сливное отверстие 8. Выход фильтра 7 трубопроводом 9 связан со входом 10 электромагнитного клапана 11, один выход

12 которого предназначен для слива промывочной жидкости, а другой выход 13- З для слива фильграга в дозатор 14,с которым выход 13 соединен патрубком 15, Йозагор 14 состоит из герметичного корпуса 16 со сьемной верхней крышкой с двумя патрубками 17 для слива фильтрага и 18 для подачи воздуха под давлением из резервуара (магистрали) 19 через электромагнитный клапан 20. В дно корпуса встроена хлопающая мембрана 21, под которой расположена контактная пара 22. 45

Пагрубок 17 соединен с одной из кювет

23 пробоподающего устройства 24. Проб подающее устройство 24 кроме кювет для фильтрата содержит также кюветы для наполнигеля 25 (например воды) и эталона

26. Пробоподающее устройство 24 связано со cl apãñãîïíûì программатором-вычислителем 27 командными шинами (на чертеже не показаны). Капилляр 28 пробоподающего устройства соединен с рас- ы пылигелем 29 измерительного блока 30.

Иэмери1ельный блок 30 оснащен источником света 31, модулятором 32, атомиэа21

4 тором 33, устройством выделения аналитической линии 34, приемником света 35 1 усилителем 36 и преобразователем напряжение-частота 37. К аналоговому выходу 38 измерительного блока 30 подключен регистратор 39, а к цифровому 40накопитель 41 (электронный счетчик с задаваемым временем счета) цифрового логического блока 42. Выходы накопителя 41 и часов 43 с цифровым выходом

44 через схему ИЛИ 45 подключаются к информационному входу 45 сгаргостопного программатора-вычислителя 27, а к ега стартовому входу 47 подключен выход второй схемы ИЛИ 48, обьединяющей схемы совпадения 49 и 50. Число схем совпадения вида 49 равно числу контуров пробоподгоговки, г.e. числу точек контроля

"(на чертеже показана одна). Число схем совпадения вида 50 равно числу контактных пар в пробоподающем устройстве 24 (на чертеже показана одна пара 51). Контактные пары в устройстве 24 предназначены, по аналогии с контактными парами в дозагарах 14, для пуска программатора-вычислителя 27. Командная шина

52 соединена со входом схемы совпадения 49 и одним контактом контактной пары 22 дозатора, другой контакт которой непосредственно соединен со вторым входом схемы 49. Аналогично соединены командная шина 53, контактная пара 51 и схема совпадения 50, Стартстопный программатор -вычислитель 27 командными шинами 54-56 соединен соответственно с электромагнитными клапанами З,ll и 20, а шины 54 и 56, кроме того, со входами схемы ИЛИ 48.

Стартстопный программатор-вычислитель соединен с печатающим устройством 57.

Анализатор работаег следующим образом.

При включении первыми запускаются измерительный блок 30, цифровой логический блок 42 и сгартсгопный программатор-вычислитель 27. Сгартстопный программаторвычислитель 27 выставляет команду переключения электромагнитного клапана 3 и останавливаегся. Появившаяся на командной шине 54 логическая единица lrocrynaет через схему ИЛИ 48 цифрового логи« ческаго блока 42 на стартовый вход 47 прсс.раммагара-вычислителя 27. Происходит старт программатора 27 и на шине 55 выставляется логическая единица команды переключения электромагнитного клапана

11,. Шина 55 не соединена со входом схемы ИЛИ 48. Поэтому программатор 27

8640 остановится при выполнении следующей команды. По шине 52 на схему совпадения 49 поступает логическая единица. Под действием поступивших команд электромагнитные клапаны 3 и 11 переводят контуп пробоогбора, в котором они включены, из режима промывки в режим фильтрации. При этом поток пульпы из контролируемой гочки технологической линии через открывшийся вход 2 клапана Э и трубопровод под 1о давлением, необходим для фильтрации, поступает на фильтр 7. Избыток пульпы сливается в сток через постоянно открытое в корпусе спивное отверстие 8 в корпусе фильтра 7. Фнльтрат через выход 13 электромагнигнсе о клапана 11 поступает в дозатор 14, где происходит eFo накопление.

Когда доза накопившегося фильтрата станет достаточной, давление фильтрата щ на хлопаюшую мембрану 21 в дне корпуса

16 дозатора 14 соэдаег усилие, превышающее порог срабатывания. Мембрана спускается и замыкает контактную пару

32. Логическая единица, ранее установлен- 25 ная программатором 27 на шине 52, поступает на второй вход схемы совпадения

49, возбуждает на ее выходе логическую единицу, которая через схему ИЛИ 48 воздействует на стартовый вход 47 программатора 27 и запускает его. По шине

55 подается команда переключения электромагнитного клапана 11 с последующим запуском программатора и по шине 56 команда на отпирание электромагнитного

35 клапана 20. Давление воздуха, поступаюшего из магистрали, резервуара 19 вытеснит фильграт из дозагора, перекрытого электромагнитным клапаном 11, в кювету

23 пробонодаюшего устройства 24. Кюветы, соответствующие другим точкам контроля, на чертеже не показаны. Следующая

-команда вызывает опрос часов с цифровым выходом и пуск программатора (шнна на чертеже не показана) ° Код соответствую ший завершению времени отбора пробы, через схему ИЛИ 45 и информационный вход 46 вводится в стартстопный дрог» рамматор-вычислитель 27. В кюветах 25 н 26 хранятся, соответственно, наполнитель раствор не содержащий анализируемого элемента и эталонный раствор (эталон). По командам программатора 27 кацялляронесуший механизм 28 обеспечивает погружение капилляра в кюветы наполнитеS5 ля 25 и анализируемого фильтрата 23. B измерительном блоке 30, куда растворы вводятся через распылитель 29, производится изменение поглощения (излучения) > ) 6 света источника 3 1(атомно-абсорбцнонный ипи атомно-флуоресцентный метод). Старт программатора ocyulec; вляегся благодаря гому, что каждая логическая единица, выставляемая на командных шинах в моменты существования команд, попадает íà сгартовый вход 47 программатора-вычислителя 27 через схему ИЛИ 48 цифрового блока 42. Для этого соотвегствуюшие команднъ е шины соединены со входами схе» мы 45, Световой поток or агомизагора ЗЗ через манохромагор 34 .попадаег на приемник света 35 rr преобразуется им в аналоговый электрический сигнал, который регистрируется регистратором 39. Преобразователь чапряжение-частота 37 формирует последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна интенсивности светового потока. Эта последовательность поступает на счетчик-накопитель 41. Завершение подачи проб в пробоподаюшем устройстве 24 фиксируется замыканием контактных пар 51 и обеспечивает пуски программатора 27 пдсле соотвегствуюп..zc остановов через схемы совпадения 50 и ИЛИ 48. Определение концентрации состоит в получении попарных отсчетов поглощения (флуоресценции) наполннтелем н пробой или напопннтепем и эталоном.

Сформированные в накопителе 41 коды отсчетов через схему ИЛИ н информационный вход 46 вводятся в старгстопный программатор-вычислитель 27. По окончании вычислений программатор-вычислитель 27 включает печатающее устройство 57, и оно печатает результаты анализа с указанием времени пробоотбора.

В качестве стартстопного программатора-вычислителя 27 может быть использована микро-ЭВМ.

Перевод контура нробоогбора в режим промывки производится подачей команд по шинам 54 и 55. Прн этом промывочная жидкость из резервуара 5 н через вход 4 электромагнитного клапана 3 под необходимым давлением поступает в фильтр 7.

Прошедшая через фильтр 7 промывочная жидкость проходит по трубопроводу 9 и через выход 12 электромагнитного клана« на 11 удаляется из конгура пробоотбора, а излишки ее удаляются через спивное отверстие 8 в корпусе фильтра 7. Затем цикл измерений повторяется для последующих контуров цробоогбора, не показанных на чертеже.

Днскрегность работы контуров .пробоогдачн noaaonrrer уменьшить загрязнение

7 8640 фильтров l1o сравнению с непрерывным режимом и продпигь срок их бесперебойной работы. Фиксаций же момента пробоотбо-. ра становится особо необходимой для расчвта количества реагентов, добавляемых в технологический процесс по данным анализа, сделанного в момент времени выбранный на основе априорного знания корреляционной функции процесса.

Формула изобретения

Автоматический анализатор для определенйя содержания металлов в растворах, содержащий контуры пробоподгоговки по числу точек контроля, составленные из средств пробоогбора, фильтра, электромагнитных клапанов и кювет пробоподаюшего устройстьа, измерительный блок с аналоговым выходом, подключенный к блоку регистрации, стартсгопный программаторвычислитель, со стартовым и информационным входами, управляемый цифровым логическим блоком с цифровым счетчиком-накопителем, соединенный командными шинаMR с электромагнитными клапанами, про

21 Я боподающим устройством и измеритель« нымблоком, отл ичающийсятем, что, с целью повышения надежности ана« лизагора и увеличения информации об объекте анализа, в каждый кснтур пробоподгоговки между фильтром и пробоподаюшим устройством введен дозатор, а в цифровой логический блок введены часы с цифровым выходом, две схемы ИЛИ и двухвходовые схемы совпадения по одной íà дозатор, причем дозатор выполнен в виде сосуда с выпуклой хлопающей мембраной и снабжен кинематически связанной с мембраной контактной парой, соединенной со входами схем совпадения, выходы которых через схему ИЛИ подключены к стартовому входу программатора-вычислителя, а цифровой выход часов связан через схему HIIH с информационным входом программаторавычислителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 376668, кл. 5 017 1/44, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

N 642612, кл. G 01.Г З/40, 1977. (— -) — ЛУлма

Прогулкою над жидкосюЬ „) - Наполюмл ель

Е;Щ Фильм .Составитель А. Смирнов

Рейакгар А. Лопинич Техред Ж.Кастелевич K ректор М. Демчик

Заказ 7761/59 Тираж 910 Полписное

ВНИИПИ Государсгвеннаго комитета СССР по делам изобрегений и открытий

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

Филиал llllH Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4