АВТОМАТИЧЕСКИЕ МИКРОДОЗАТОРЫ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МИКРОДОЗАТОРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

В каждом технологическом процессе применяются специфиченские жидкости, и, следовательно, могут быть различные требования к точности микродозирования.

Отклонения микрорасходов от среднего значения в зависимости от свойств и количеств дозируемых веществ могут быть значитель­ными.

Для компенсации возникающих в процессе микродозирования отклонений расхода от требуемого значения вводятся устройства, автоматически измеряющие расход жидкости и корректирующие его в определенных пределах.

Микродозаторы непрерывного действия имеют следующие структурные элементы: рабочие органы, обеспечивающие движение вещества и определяющие расход; датчики, измеряющие расход и преобразующие измеренную величину в механическую, электрическую, пневматическую и т. п.; контрольно-измерительные и регист­рирующие приборы, обеспечивающие возможность непосредственно-

го наблюдения за работой микродозаторов и регистрацию процесса микродозирования; регулирующие и компенсирующие устройства для стабилизации микрорасходов; вспомогательные конструктивные элементы и т. д.

Микродозаторы могут иметь все перечисленные элементы или же только часть из них.

С целью проведения анализа работы микродозатора с точки зрения происходящих в системе динамических процессов необходи­мо составить их математическое описание, позволяющее не только определить условия, необходимые для качественной работы микро­электродозатора, но и производить исследования и расчеты систем автоматического регулирования микродозирования и ее метрологи­ческих свойств.

Рассмотрим два варианта замкнутой системы автоматического регулирования микрорасхода. На рис. 28 показана структурная схе­ма микродозатора без компенсации возмущений в технологическом аппарате.

На этой схеме 'блок электропитания 1 и электролазер 2 обра­зуют микродозатор, емкость для дозируемой жидкости обозначена блоком 3. Сигнал с датчика расхода 4 поступает на регулятор 6, который воздействует на регулирующий орган 7. Технологический объект обозначен блоком 5.

Структурная схема микродозатора с компенсацией возмущений в технологическом аппарате (рис. 29) состоит также из блока элект­ролизера 2, емкости для дозируемой жидкости 3, датчика расхода 4 и технологического объекта 5. Обратная связь системы регулирова­ния состоит из компенсатора 6, сумматора 7 и регулятора 8, вы­ходной сигнал которого поступает на регулирующий орган 9. На компенсатор 6 поступает сигнал с технологического объекта, а на сумматор 7 с компенсатора и датчика расхода 4 i[JI. 36], который служит чувствительным элементом для определения нарушения ста­бильности микродозирования.

Первая схема (рис. 28) 'применима для технологических объек­тов, где обеспечивается стабильное давление в процессе экспери­мента.

Характерные внутренние возмущающие воздействия в микродо­заторе— это флуктуации в радиодеталях или отклонения напряже­ния питания схемы от требуемого значения. Эти возмущения ^(Z) нрсят случайный характер и могут быть приложены к любому зве­ну замкнутой системы.

п

Обозначим их через п — число звеньев системы.

/=1

Следует отметить, что при стабилизации тока в цепи питания мик­родозатора влияние внутренних возмущающих воздействий на ре­гулируемую величину будет сведено к минимуму или вовсе устра­нено, в каком бы звене системы они не возникли.

Внешние возмущения могут вызвать изменения тока в цепи микродозатора и давления в регулируемом объекте. В этом слу­чае система автоматически устраняет появляющееся рассогласо­вание путем изменения тока, восстанавливая динамическое равно­весие.

В таком случае отклонение тока от первоначального значения составляет статическую погрешность системы регулирования тока и может служить мерой этой нагрузки. Иначе говоря, изменение тока будет сопровождаться соответствующим изменением расхода при микродозировании, которое в этом случае выполняет задачу воспроизведения функции Q(t) на шкале контрольного указателя в виде функции / (£).

Таким образом, если по отношению к внутренним возмущающим п

воздействиям 2 Ф/(О рассматриваемая система регулирования обла-

/=і

п

дает элементами астатизма [в небольших пределах ^ Ф/(0>то по 0Тш ношению к внешник возмущениям она выполняет функции автома­тического слежения, производя, таким образом, изменение самих параметров, что обеспечивает подавление внутренних и внешних помех системы.

Для составления уравнения системы расчленим ее на отдельные звенья в зависимости от выполняемой ими функции и свяжем их в общую функционально-структурную схему, показанную на рис. 28 и 29.

Для каждого звена определим входной и выходной параметры.

Входной параметр объекта, как звена общей системы регулирования — ток электролизера /. Выходной параметр объекта — объем образовавшихся газов 1/, служит входным параметром емкости 3 для дозируемой жидкости. Выходным параметром емкости 3 явля­ется расход вытесняемой жидкости G, который служит входным па­раметром датчика расхода 4. Входным параметром регулятора 6 системы является выходной сигнал датчика расхода. Выходной па­раметр регулятора, т. е. воздействующий сигнал, является входным параметром регулирующего органа системы 7.

Присоединив выход регулятора 6 (рис. 28) на вход регулиру­ющего органа 7 (микродозатора /), получим замкнутую систему автоматического регулирования (САР). Регулируемым параметром является расход микродозирования.

При применении компенсатора давления 6 (рис. 29) в системе регулирования входным параметром является изменение давления в технологическом объекте 5, а выходным — сигнал, поступающий в сумматор 7.

Такая система регулирования микродозатора жидкости позволя­ет поддерживать заданный расход, изменение которого при любом возмущении будет стабилизироваться регулирующим воздействием, изменяющимся по определенному закону, соответствующему алго­ритмам управления компенсирующих устройств в виде дифференци­ального звена.