Абсорбциометр

Абсорбциометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнвлнстнческнх

Республнк

«»1004774 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву 9934241 (22) Заявлено 30 ° 06. 81 (2! ) 3310080/18-25 с присоединением заявки 89 "

Р З Д. д з

G 01 J 1/44.

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(ЩУДК 535,241 (088.8) Опубликовано 15.0383. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 150383

Г ъ г

1 (72) Авторы изобретения

Н .А. Кобля ко в и В. И . Киселе в

Всесоюзный заочный институт текстильной и лф кой, пролышленности и Всесоюзный научно-исследова;гжельский, институт синтетических волокон (71) Заявители (54) АВСОРБЦИОМЕТР

Изобретение относится к фотометрическим приборам для количественного анализа веществ по оптической плотности: жидкой среды и может быть. использовано в текстильной, химичес,кой и пищевой промышленности.

По основному авт.св. Р 934241. известен абсорбциометр, содержащий источник модулированного излучения, кювету с механизмом циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости, соединенным через блок синхронизации с устройством управления, фотопреобразователь, выход которого через первый синхронный компаратор соединен с запускающим входом счетчика, а через второй синхронный компаратор - с останавливающим входом счетчика, счетный вход которого подключен к задающему генератору, а выход — к вычислительному устройству, соединенному с устройством.управления, которое соединено также со счетчиком, синхронизирующие входы синхронных компараторов через последовательно соединенные блок формирования тактовых импульсов и блок задержки соединены с источником модулированного излучения, и выход втррого синхронного компаратора подключен к устройству управления (1).

Недостатком известного устройства

0 является сложность конструкции кюветы с подвижной стенкой (и неизбежным при этом подвижныл уплотнением) механизма изменения толщины слоя, со; держащего синхронный электродвигатель

10 .с механической передачей. При этом возможно только линейное (в смысле обеспечения точности перемещения) изменение толщины слоя жидкости.

Недостатком подвижного уплотнения является сложность удовлетворения требованиям надежности (отсутствия течи, особенно под давлением — в потоке жидкости) и быстродействия (быстрого изменения толщины слоя жидкости).

Цель изобретения — повьхаение на дежности и быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник модулированного излучения, кювету с механизмом циклического изменения толщины слоя анализируемой жид.кости, соединенным через блок синхронизации с устройством управления, фотопреобразователь, выход которого

ЗО через нервый синхронный компаратор

1004774

60 соединен с запускающим входом счетчика импульсов, а через второй синхронный компаратор — с устройством управления и останавливающим входом счетчика, счетный вход которого подключен к задающему генератору, а выход — к вычислительному устройству, соединенному с устройством управления, которое соединено также со счетчиком, синхронизирующие входы синхронных компараторов через последователь- 1О но соединенные блок формирования тактовых импульсов и блок задержки сое:динены с источником модулированного излучения, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жид- 15 кости выполнен в виде Функционального генератора, электропневматического преобразователя и манометрического упругого элемента, на одном конце которого установлен источник излу- 20 чения, à другой его конец закреплен в стенке кюветы и через электропневматкческий преобразователь соединен с функциональным генератором, который соединен с блоком синхронизации, 25 соединен с устройством управления, которое дополнительно соединено с выходом первого синхронного компаратора.

На чертеже приведена блок-схема

30 устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник питания 1 и источник модулированного излучения 2, кювету 3, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жид- З5 кости 4, соединенный с блоком синхронизации ", последовательно соединенные фотоприемник 6 и усилитель 7, образующие фотопреобразователь, блок формирования тактовых импульсов 8, сое-40 диненный с синхронизируюшими .входами синхронных компараторов 9 и 10, счетчик 11, к которому подключен задающий генератор 12, вычислительное устройство 13, устройство управления 14 45 и блок задержки 15.

Блок формирования тактовых импульсов 8 через блок задержки 15 соединен с источником модулированного излучеHHH 2. Выход первогo cHHzpoHHQFo KQM- 5p паратора 9 соединен с запускающим вхо входом счетчика 11,.с останавлквающим входом которого соединен выход второго синхронного компаратора 10, который также соединен с устройством управления 14, соединенным с блоком синхронизации 5. Один выход счетчика 11 соединен с устройством управления 14 и с вычислительным устройством 13, с которым также соединен.другой выход счетчика 11, Механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости

4 выполнен в виде функционального генератора 16, электропневматического преобразователя 17 и манометрического упругого элемента 18, на одном конце которого установлен источник модулированного излучения

2, а другой его конец закреплен в стенке кюветы 3 и через электропневматический преобразователь 17 соединен с функциональным генератором 16, который через блок синхронизации 5 соединен с Устройством управления 14, которое дополнительно соедкнено с выходом первого синхронного компаратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок модулированного монохроматического излучения проходит от источника модулированного излучения 2 через слой жидкости

f(t) на фотоприемник 6, откуда после усиления усилителем 7 поступает на вход синхронных компараторов 9 и 10, .имеющих порог срабатывания, соответ1ственно О» и U, . Для рабатывания компараторов при значениях сигнала с усилителя 8 U (t) =П и U(t) =ф необходимо наличие в этот момент на кх синхронизирующих входах тактового импульса (строба) U(t L), который подается от блока формированкя тактовых импульсов 8, сдвинутым по фазе на время относительно переднего фронта импульса сигнала

U(t). При этом искажения формы импульса сигнала U(t) не влияют на срабатывание синхронных компараторов, так как длительность стробирующего тактового импульса может быть достаточно малой по отношению к длительности импульса сигнала, и операция сравнения осуществляется всегда для одной к.той же фазы сигнала (в случае прямоугольного импульса для одной и той же точки "крыши" импульса).

Автономно работающкй функциональный генератор 16 вырабатывает напряжение Ut(t), поступающее на вход электропневматического преобразователя 17, представляющего собой пропорциональный регулятор, вырабатывающий пневматический сигнал P(t), соответствующий Цг(с), который далее поступает на вход манометрического упругого элемента 18. В свою очередь последний перемещается на величину x(t) пропорциональную P(t) в пределах упругих деформаций также с высокой точностью 0,54. Таким образом, электрический сигнал функционального генератора 16 последовательно преобразуется в эквивалентный пневматический и далее - в перемещение конца упругого элемента 18 с источником модулированного излучения

2 от одного крайнего положения до другого. При этом толщина просвечиваемого слоя среды циклически меняется (например, по линейному за1004774 расчетное выражение.и, следовательно, на результаты измерения не влияет загрязнение и отпотевание оптических поверхностей кюветы.

В момент срабатывания второго син5 хронного компара кора 10 сигнал с его выхода поступает в устройство управления 14, осуществляющее блокировку счетчика импульсов 11 по счетному входу на все последующее время цикла

)0 (холостой ход). Далее с задержкой на время переходных процессов в счетчике производится переключение функционального генератора 16, что приводит к соответствующему изменению давления воздуха на выходе электропневматического преобразователя 17, и в свою очередь к изменению деформации манометрического упругого элемента 18 и изменению толщины слоя 1(t) анализируемой жидкости в зазоре между

0 окном кюветы 3 и источиком модулированного излу ения 2. Одновременно по команде устройства управления 14 осуществляется считывание информации со счетчика 11 и ее- ввод в вычислительное устройство 13 с последующей индикацией. Затем в момент окончания холостого хода (полуцикла) происходит переключение функционального генератора 16, что приводит к реверЗ0 су источника модулированного излучения 2, а через блок синхронизации подается сигнала в устройство управления 14 на сброс показаний счетчика, 11 и снятие блокировки его входов.

З5 После этого цикл измерения повторяется. . данное изобретение позволяет сокра тить цикл измерения за счет огранич чения его интервалом между срабати40 ваниями синхронных компараторов.

С

Е) (я. Л) (3) или учитывая, что время полуцикла измерения разности толщин слоя 3„ =1 -1Л пропорционально времени между моментами срабатывания элементов 9 и 10.

Формула изобретения (4) 50

t = Х„/Ю,л где И„- число импульсов, сосчитанных счетчиком 11 за время;

f частота заполняющих импульсов от задающего генератора

12, и объединив постоянные общей константой, получим расчетное выражение для концентрации вещества, реализуемое с помощью вычислительного устройст,ва 13.

60.(5) Показатель загрязненности смонтироранных окон кюветы A(t) не вошел в 65 кону), вследствие чего происходит амплитудная модуляция потока излучения, падающего на фотоприемник б, глубина которой зависит от концентрации вещества.

Излучение от источника модулированного излучения 2 до фотоприемника б проходит в анализируемой среде разный путь в зависимости от толщины просвечиваемого слоя среды. При этом изменяется освещенность фотоприемника б и соответственно. амплитуда электрических импульсов, поступающих на входы синхронных компараторов 9 и 10. В моменты времени й, и срабатывания синхронных компараторов кратность ослабления и потока излучения, прошедшего кювету при одной и той же концентрации С вещества (с учетом закона Ламберта-Бера), определяется следующим образом

Ц, /U = ехр Е „С 1 + A(t) (1) 1ь/П = ехр Еъ ° С ° 1 + А(т ) (2), где U - напряжение на выходе фотопреобразователя при отсутствии поглощения (концентраия вещества равна нулю);

Е (— коэффициент экстинкции кра сителя;

1, .1 -соответствующие толщины просвечиваемого слоя, А(t) - показатель загрязнения окон кюветы.

Считая, что эа время полуцикла измерения (толщина слоя изменяется в одном из направлений — либо увеличивается, либо уменьшается) величины Uy и A(t) изменяются крайне незначительно, получаем выражение для концентрации вещества, средней за время измерения

Кроме того, новое исполнение ме ханизма циклического изменения толщины слоя и отсутствие, подвижного уплотнения позволяет одновременно удовлетворить требованиям по быстро действию и надежности.

Абсорбциометр по авт.св. Р 934241, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости выполнен в виде функционального генератора, электропневматического преобразователя и манометрического упругого элемента., на одном конце которого установлен источник излучения, а другой его конец закреплен в стенке кюветы и через электроцневматический преобразователь соединен с функциональным генератором, который соединен с блоком синхронизации, причем устройство управления дополнитель1004774

Составитель С. Чурбаков

Техред М,Тепер Корректор Г. Решетник

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 1853/50 Тираж 871 Подписное

ВНиИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но соединено с выходом первого синхронного компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 934241 по заявке У 2976475, кл. G 01 J 1/44, 1980 прототип