Способ определения концентрации бинарных технических растворов

 

Союз Советскнх

Соцнапнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22. 06. 79 (21) 2783919/18-25 с присоединением заявки рв (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 01 N 27/52

9кударстванвй квинтет

СССР нв делам нзебретеннй н открытий

Опубликовано 30 . 1 2, 81, бюллетень _#_a 48

Дата опубликования описания 30 . 1 2 .81 (53) УДК 543. .257(088.8) М.А. Присенко, 6.А. Скрипник, А.А. Kpaq и В.И. Водотовка

1 (72) Авторы изобретения

1 .

Киевский технологический институт легкой

f,, промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ БИНАРНЫХ

ТЕХНИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для технологического контроля по электрическим параметрам состава жидких продуктов в легкой, химической и других отраслях промышленности.

Известны способы определения состава бинарных растворов и устройства их реализации, которые основаны на однозначной зависимости их электрофизических параметров (например, электропроводности) от концентрации определяемого в растворе компонента.

Эти устройства с успехом применяются при контроле состава чистых растворов, а для технических раство.ров пригодны лишь в диапазоне больших концентраций 1) .

Основным их недостатком являются погрешности измерения, достигающие в диапазоне малых концентраций величины информативного параметра, ввиду наличия колебаний электрофизических .свойств растворителя (например, из2 менение состава солевых примесей), . самого раствора в ходе технологического использования (например, влияние неконтролируемых загрязнений типа микрочастиц и волокон).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения концентрации бинарных технических растворов, заключающийся в измерении электрического параметра М, анализируемого раствора, содержащего растворитель и определяемое вещество, добавлении в анализируемый раствор фиксированного обье" ма определяемого вещества и измере15 нии электрического параметра N с последующим определением концентрации искомого вещества (2) .

Приведенный способ однако не мо20 жет быть применим для контроля малых концентраций растворов ввиду того, что он не исключает погрешность измерения, вызванную изменением состава солевых примесей растворителя

894538 (в случае использования в качестве добавки определяемого вещества), погрешность измерения, вызванную наличием в техническом растворе в ходе его технологического использования неконтролируемых загрязнений типа микрочастиц и волокон.

Цель изобретения — повышение точности измерения концентрации раствоI ров при наличии в. них неконтролируемых микрочастиц и волокон.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе„заключающемся в измерении электрического параметра М„ анализируемого раствора, содержащего растворитель и определяе.мое вещество, добавление в анализируемый раствор фиксированного объема определяемого вещества и измерении электрического параметра N>, в анализируемый раствор добавляют фиксированный объем растворителя, сливают полученный раствор до первоначального объема, измеряют электрический параметр N и определяют концентрацию раствора Х по формуле (1)

gV

«4 где У

1 ьЧб — добавленный объем определяемого вещества;

Ы/ — добавленный объем раствориP теля.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующая предложенный способ.

По программе, осуществляемой микропроцессором 1, через блок 2 управления, емкости-дозаторы 3-5 для заполнения измерительной ячейки 6, соответственно, контролируемым раствором, определяемым компонентом и растворителем, и дозатор 7 слива формируют в ячейке 6 последовательно по времени три пробы на основе контролируемого раствора.

При измерении концентрации каждой . пробы электрические свойства раствора в ячейке, функционально связанные с его концентрацией, преобразуются преобразователем 8 в электрический параметр, который усиливается усилителем 9, преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 10 в цифровой код N< (i = 1 - 3) и подается на счетный вход микропроцессора где запоминается. В конце последнего

« о (1 + f) tn(nx ) п « ), где и Ь соответственно относительная мультипликативная и абсолютная аддитивная погрешность измерения, вызванные наличием неконтролируемых загрязнений типа микрочастиц или волокон; чувствительность преобразования в электрический параметр электрофизических свойств среды, функционально связанных с концентрацией раствора в измерительной ячейке 6; коэффициент преобразования измерительного тракта; соответственно коэффициенты влияния концентрации определяемого компонента и растворителя

S о

50

K=K> К и и и и третьего измерения по результатам трех измерений микропроцессор 1 определяет соотношение (1). На его счетном выходе в результате измерения фиксируется регистрирующим прибором 11.

В первом измерении микропроцессор 1 через блок 2 управления включает емкость-дозатор 3. Ячейка 6 за10 полняется контролируемым раствором в заданном объеме V . Если объем растворенного вещества V<, объем растворителя VP, то объемная концентрация определяемого компонента, где Чо = Чб Ф Ч9 = const заданный объем контролируемой пробы жидкости в измерительной ячейке.

Электрофизические свойства контролируемого раствора преобразователем 8 преобразовываются в электрический параметр, который усиливается в усилителе 9 и поступает на вход

АЦП 10, где преобразуется в цифровой код. Этот код воспринимается счетным входом микропроцессора 1, который запоминает сигнал как результат первого измерения. Он пропорционален концентрации определяемого компонента в растворе и равен

N = KS()(1t tI)(n" +и - +б)=

8945 на чувствительность преобразования.

Во втором измерении включается емкость-дозатор 4. К раствору, находящемуся в ячейке 6 добавляется опре" s деляемый компонент в заданном объеме аЧ = const. Затем включается дозатор 7 слива, Полученный в ячейке раствор сливается до первоначального объема Ч0 . Значение концентрации будет определяться зыражением

4 + A 4 V(1 + ля (4)

Ч ЧВ 1 ™вЧЧ

Vo /

yC AVe

YS

Если выбРать AV< (< Чя, то концентрация изменится мало. В этом случае чувствительность ячейки S изменяется незначительно, а погрешности и 0 с учетом стабилизации объема

20 контролируемого раствора несущественно отличаются от первоначального значения. Поэтому преобразованный выходной сигнал измерительной схемы на .счетном входе микропроцессора 1 после слива будет равен

)ь- э.«.)Lnpiuiv, Щ (;)=

=КЯ (1+ДО,-nz Ñ,+ П, 5) Если учесть, что — — Х, Чв

Зо

Он заносится в память микропроцессора 1 как результат второго измерения.

В начале третьего цикла измерения включается емкость-дозатор 5 и в ячей- 2s ку добавляется определенное количество растворителя(аЧ = const). Объемная концентрация при таком разбавлении уменьшается до значения

Формула изобретения

Способ определения концентрации бинарных технических растворов, заключающийся в измерении электрического параметра Й, анализируемого раствора, содержащего растворитель и определяемое вещество, добавлении в анализируемый раствор фиксированного объема определяемого вещества и измерении электрического параметра N с последующим определением концентрации искомого вещества, о т л ич а ю шийся тем, что, с.целью повышения точности измерений, в анализируемый раствор добавляют фиксированный объем растворителя, сливают полученный раствор до первоначального объема, измеряют электрический

V AVe ЧВ ьЧр (1" )(4 <) Я йй)()>. (6) Затем включается дозатор 7 слива, Разбавленный раствор сливают до первоначального объема Vo . При условии дЧ C+ Vt преобразованный выходной сигнал на счетном входе микропроцесГ сора после слива по аналогии с (3) и (5) равен

КБр (1 + () 1(п, -п ) С t n0+ 6)(7) и вносится в память микропроцессора как результат третьего измерения.

В завершение микропроцессор 1 определяет значение концентрации контролируемого раствора: из результата второго измерения (5) вычитается результат третьего

38 d измерения (7) и определяется первая разность

Nz -N =KSo (1+ f) (n, -п ) (Cz -(з) ) (8) иэ результата второго измерения (5) вычитается результат первого из мерения (3) и определяется вторая разность

N -N =KS(1+ ) (п,-nz) (Сд-X) ) (Я первая разность (8) делится на вторую (9) и определяется частное

N() — Ng Cz - С у 2

N - N С, - Х которые, исходя из (2), (4) и (6), примет вид

4 VC Vd Ы р 4 (с. —; (с 1; ((1; р р О V. то Y qV

Ч 3 откуда искомая концентрация равна

Х = — Y

AV

На выходе микропроцессора 1 это значение концентрации воспринимается регистрирующим прибором

Таким образом, способ по сравнению с известным позволяет исключить мультипликативную и аддитивную погрешности при измерении малых концентраций технических растворов, содержащих неконтролируемые загрязнения типа микрочастиц и волокон.

894538

АУа д / 7 где Y дЧ

giV(— й»- и добавленный объем определяемого вещества; добавленный объем растворителя..

Составитель И, Рогаль редактор Н. Гришанова Техред А, Бабинец - Корректор А. Ференц

Заказ 11475/70,Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 параметр й® и определяют концентрацию раствора Х по формуле

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для предприятий. химических производств. М., "Машиностроение", 1966, с. 373-378,рис. 254256.

2. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ газов и жидкостей на химических предприятиях. М., "Химия", 1976, с. 128 (прототип).