Устройство для измерения концентрации растворов веществ

Устройство для измерения концентрации растворов веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ ВЕЩЕСТВ, содержащее группу идентичньлх источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник, зталонных напряжений два компаратора , коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы .компараторов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, вторые входы компараторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого компаратора соединен с управляющим входом ключа, а выход Ф второго компаратора - с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом коммутатора. сл к

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) .G 01 N 21/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :

I /

° Ь

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3358508/18-25 (22) 18.08.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) Л.Н.Смирин и В.A.Чеботников . (71) Алма-Атинское специальное конструкторско-технологическое бюро нестандартизированных радиоизотопных и других средств АСУТП легкой промышленности (53) 535.241(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 G N 21/20, 1979 °

2. Заявка ФРГ 9 2838489, кл.G 01 N 21/27, опублик. 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ ВЕЩЕСТВ, содержащее группу идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а вы„„SU„„1010521 А ходы - с входами источников излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник эталонных напряжений, два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы .компараторов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, вторые входы компараторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого компаратора соединен с управляющим входом ключа, а выход второго компаратора — с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом коммутатора.

1010521

Изобретение относится к устрой- ствам для.определения концентрации растворов веществ в автоматическом режиме.

Известно устройство для измерения концентрацией веществ в автоматическом режиме, в котором имеется измерительная кювета переменной тол 1 щины, связанная со сканирующим уст-, ройством (1 1.

Известное устройство обеспечивает точное измерение концентрации каждой из компонент многокомпонентного раствора в широком интервале длин волн при условии, что концентрации этих компонент в данном растворе постоянны в течение времени измерения. Однако устройство не обеспечивает воэможности измерения концентрации в широком диапазоне изменения концентрации компонент, имеющих место в технологических раст ворах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения концентрации растворов веществ, содержащее группу идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы — c входами источников излучения (2 ).

Однако концентрация технологических растворов может меняться в широких пределах - от сотых долей процента до десятков процентов. Недостатком известного устройства, в котором излучение от источников проходит через одинаковую толщину анализируемого раствора является то, что оно может измерять в автоматическом режиме концентрацию в диапазоне не более одного порядка.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения концентрации растворов веществ, содержащем группу идентичных источников излучения, опти ески связанных че-. рез измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управле-. ния, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник эталонных напряжений, два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы компараторов соединЕны с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу ко йорого подключен вольтметр, вто ме акоды ком10 параторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого, компаратора соединен с управляющим . входом ключа, а выход второго компаратора — с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом reнератора импульсов, а выход — с входом коммутатора.

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства.

Устройство для измерения концентрации растворов веществ содержит группу источников 1 излучения, например светодиодов, измерительную кювету 2, которая выполнена в форме сужающегося книзу вертикального кли:на, фотоприемник 3, блок 4 регист рации и управления, вход которого соединен с выходами фотоприемника 3, а выходы — с входами группы источников 1 излучения, например светодиодов, расположенных вдоль одной из боковых поверхностей кюветы 2.

Блок 4 регистрации и управления включает генератор 5 импульсов, ключ б, источник 7 эталонных напряжений, первый 8 и второй 9 компараторы, коммутатор 10, усилитель 11, вольтметр 12 и индикаторы 13 диапазо30 нов измеряемых концентраций, причем вход усилителя 11 связан с входом блока 4, а к выходу усилителя подключен вольтметр 12. Первые входы компараторов 8 и 9.соединены с вхо35 дом блока 4 и входом усилителя,. вторые входы — с источником 7 эталонных напряжений, выход первого компаратора 8 соединен с управляющим входом ключа б, выход второго компа40 ратора 9 — с шиной сброса коммутатора 10. Вход ключа б соединен с выходом генератора 5 импульсов, а выход — с входом коммутатора 10, выходы которого соединены с индикаторами 13

45. и м ходами блока 4

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Генератор 5 импульсов через открытый ключ б переключает каналы коммутатора 10, поочередно включая .источники 1 излучения, начиная с верхнего. При этом с каждым переключением уменьшается длина оптического пути излучения по раствору и, соответственно, увеличивается электрический сигнал на выходе фотоприемника 3.

Излучение от очередного вклю.ченного источника 1, проходя через кювету 2 с исследуемым веществом, 60 .попадает на фотоприемник 3. На выходе фотоприемника 3 возникает сигнал в форме постоянного напряжения, который подается на первый вход компаратора 8, на второй вход которого у подается эталонное напряжение, вели-;

1010

Составитель А.Чурбаков

Редактор Г.Безвершенко Техред С.Мигунова Корректор Е.Рошко

Заказ 2479/33 Тираж 871 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 чина которого соответствует -нижнему уровню электрического сигнала от фотоприемника 3 при работе на экспоненциальном участке интенсивности непоглощенного излучения. Пока сигнал . с фотоприемника 3 меньше эталонного напряжения, напряжение на выходе компаратора 8 поддерживает ключ б в открытом состоянии. Как только включится один из источников 1 излучения, сигнал от которого вызывает на 10 фотоприемнике 3 выходной сигнал, древышающий эталонное напряжение, на выходе компаратора 8 возникает напряжение, закрывающее ключ б, и переключение источников 1 света компара- 15 тором 10 прекращается. При этом включенными окажутся выбранный авто- . матически источник 1 излучения и индикатор 13 соответствующего диапазона. Сигнал с выхода фотоприемника 3 поступает также на усилитель 11, имеющий логарифмическую характерис-.

521 4

1 тику, а с выхода усилителя ll - на вольтметр 12, проградуированный в единицах концентрации. Если сигнал с выхода фотоприемника 3 превышает по напряжению уровень второго эталонного напряжения, соответствующего верхнему уровню электрического сигнала от фотоприемника 3 при работе на экспоненциальном участке инl тенсивности непоглощенного излучения, на выходе второго компаратора 9 появляется сигнал, сбрасывающий комммутатор 10 в нулевое состояние, при этом включается самый верхний источник 1 излучения и цикл измерений начинается сначала. Таким образом, автоматически выбирается оптнмальная толщина анализируемого раствора для измеряемой в данный момент концентрации.

Изобретение позволяет значительно расширить пределы измеряемых значений концентрации растворов веществ.