Спосіб визначення концентрації водних розчинів етанолу

Изобретение относится к технике измерения состава и свойств жидких сред и может быть использовано при измерении концентрации в устройствах автоматизации водных растворов этанола, для контроля технологических процессов в пищевой и други х отраслях промышленности. Наиболее близким является способ определения концентрации водных растворов спирта, предусматривающий поочередное воздействие потоком электромагнитных колебаний на эталонный и контролируемый растворы, помещенные в отрезок длинной линии, являющейся датчиком и измерение фазового сдвига между входным и выходным сигналами, причем фазовый сдвиг поддерживают постоянным, а концентрация водного раствора спирта устанавливают по значению измеренной частоты входного сигнала [1]. Недостатками известного способа являются: использование в качестве носителя информации фазового сдвига, имеющего низкую помехозащищенность, большую зависимость показаний от поддержания фазового сдвига постоянным; сложность преобразования результата измерений и, вследствие этого, большую погрешность результата, числоимпульсный метод обработки информации не позволяет получить, помимо высокого быстродействия, достаточную точность, В основу изобретения положена задача создания такого способа определения концентрации водных растворов этанола, в котором путем изменения параметров сигнала, достигается повышение помехоустойчивости способа и упрощения преобразования результата в цифровую форму. Для решения задачи предложен способ определения концентрации водных растворов этанола, включающий воздействие электромагнитным сигналом на контролируемый раствор, помещенный в датчик отрезок длинной линии, в котором, согласно изобретению, на контролируемую среду воздействуют электрическим импульсом калиброванной длительности, причем длительность импульса увеличивают при каждом прохождении через контролируемую среду на калиброванную величину, а концентрацию водного раствора этанола определяют по числу циркуляции введенного импульса до его запирания в контуре циркуляции. На фиг. 1 изображена принципиальная схема, реализующая данный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы процесса увеличения длительности импульса; на фиг. 3 -графическая зависимость концентрации одного из компонентов - воды, в водном растворе этанола от числа циркуляции. Способ осуществляется следующим образом. Электромагнитным сигналом - импульсом калиброванной длительности воздействуют на контролируемую среду, помещенную в датчик 2 - отрезок длинной линии, этот сигнал проходит через датчик 2, логический элемент ИЛИ 3, линию задержки 4 и сумматор, - логический элемент ИЛИ 1, причем длительность импульса увеличивают при каждом прохождении через контролируемую среду, так как обеспечен процесс его циркуляции по замкнутому контур у, а концентрацию водного раствора этанола устанавливают по числу циркуляции введенного импульса до его запирания в контуре циркуляции. Сущность способа заключается в том, что число циркуляции калиброванного импульса в контуре (1)-(2)(3)-(4) будет зависеть от концентрации водного раствора этанола в датчике фиг, 2. Известны формулы: где t3 - время задержки импульса в датчике, с; I - длина датчика - отрезка Длиной линии, м; Vcp - скорость распространения импульса в средe датчика, м/с. Где С - скорость света в вакууме (0,3 м/нс); eс р - диэлектрическая проницаемость среды водного раствора этанола. В свою очередь: Где P1 и Р2 - концентрации жидкостей раствора, соответственно, в относительных единицах, для которых справедливо: e1 и e2 - диэлектрическая проницаемость жидкостей раствора, соответственно воды и этанола. Зная выражение: Где tк - длительность калиброванного импульса; N - число циркуляции по замкнутому контуру; ТS- время рециркуляции. Выразив из выражения (5) число циркуляции N, подставив в него выражение (1), учитывая выражения (2), (3), (4), возведя в квадрат обе части уравнения, выделив из него составляющую концентрации, например Р2, получим для нее выражение: Пример конкретного выполнения способа. Построить зависимость концентрации водного раствора этанола от количества циркуляции. Исходные данные: 1-0,1 м; С - 0,3 м/нс; e1 = 80,37; e2 = 25,07; tк = 2 не; Т = 1000 не. Тогда по формулам (1), (2), (3) время задержки импульса в среде Подставляя численные значения в формулу (6), получим значения, например, для величины Р2, при изменении N. На фиг. 3 изображена зависимость Р2 = f(N).