Фотоэлектрический мутномер
Патент 1043495
Авторы
Классы МПК
Фотоэлектрический мутномер
Иллюстрации
Реферат
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ MVt НОМЕР, содержащий источник света, щзоточную кювету с прозрачными окнам1|, од- . но из которых помещено в раздвижную тру 6у, подводящий и два отводящих световода . и фот1Я1рйемники, включенные в измерительную мостовую схему, о т л и ч а i6 щ и и с я тем, что, с целью учеличения длительности бесповерочной работы, повышения стабильности и чувствительности непрерывных измерений, выходные концы отводящих световодов соединены через подвижный кожух, в центре которого размешена светонепроницаемая перегородка, на каждой стороне которой закреплены . попарно фотоприемники, причем фотоприемники каждой пары включены в противоположные плечи мостовой схемы; « :АЭ ip ю :д
((9) (((l ,SU„„A
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
З(я) G 01 J 1/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (!", (( ((ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ., /
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l0
7 (21) 2926126/18-25 (22) 20.05.80 (46) 23.09.83. Бюл, ¹ 35 (72) Н. В. Боголюбов, И. Т. Горонов ский и A. Г. Руденко (71) Институт коллоидной химии и химии воды АН Украинской . CCP (53) 535.24 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 203968, кл. G 01 J 1/04, 1967.
2. Дикий Б. Ф. Автоматический контроль состава и свойств пищевых продуктов. М., "Пищевая промышленность", 1968, с. 44-49 (прототип). (54) (57) ФОЧ ОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ M Yf- . HOMEP, содержащий источник света, пр -, точную кювету с прозрачными окнами, од-, но из которых помещено в раздвижного тру- бу, подводящий и два отводящих световода и фотоприемники, включенные в измеритель ную мостовую сяему, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью учеличения длительности бесповерочной работы, повышения стабильности и чуиствительности .4 непрерывных измерений, выходные концы отводящих световодов соединены через подвижный кожух, в центре которого размещена светонепроницаемая перегородка, на каждой стороне которой закреплены попарно фотоприемники, причем фотоприемники каждой пары включены в противоположные плечи мостовой схемы; 3
1 104349
Изобретение относится к .автоматичеокому контролю и измерению показателей ослабления и рассеяния света в оптически прозрачных средах и может быть испсаъэо- вано, в частности для непрерывного автоматического измерения мутности различньцс текучих жидкостей, например воды в про1 цессе промывки фильтров -на водопроводньцс станциях. . Известен фотоэлектрический мутномер, 10 содержащий источник света, фотоприемник и кювету с оптическими окнами, которая выполнена в виде проточного сосуда с одним вводом и двумя выводами, расположенными на разных уровнях, один — вы-15 ше оптических окон, другой - ниже, причем нижний вывод снабжен запорным механизмом, управляемым программнокомандным блоком измерительной системы (11 . ., 20
Недостатками этого устройства являются невозможность непрерывного измерения мутности проточной жидкости, так как часть времени перед каждым. измерением затрачивается для контроля 25 .степени загрязнения окон кюветы, и
1 сложность устройства, связанная с .наличием в измерительной системе функцио- нального блока для запоминания степени загрязнения окон кюветы,а также програм». но-командного блока.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрический фотоприемник мутномер, содер.жащий источник света, проточную кквегу с прозрачными окнами, одно из.которыми, < . помещено в раздвижную грубу, подводя-, щий и два отводящих световода и фотоприемники, включенные в измерительную мостовую схему (2j
Недостатками известного устройство является низкая стабильность показаний и чувствительность шри непрерывном изме- . рении степени мутности проточной жидко.сти, а также малая длительность бесп 45 верочной работы.
Относительная нестабильность при измерениях степепенн мутности воды, например, в процессе промывки фильтров на водопроводньпс станциях составляет 30—
40% в течение трех месяцев непрерывной работы устройства. При этом относитель. ное изменение чувствительности составляет 15 - 20%.
Целью изобретения является увеличениФ5 длительности бесповерочной работы, повышение стабильности и чувствительности непрерывных измерений.
5 2
Укаэанная цель достигается тем, что
B устройстве, содержащем источник света, протонную кквету с прозрачными окнами, одно из которыс . помещено в раздвижную грубу, подводящий и два отводящих световода и фотоприемники, включенные в,измерительную мостовую схему, вькодные концы-отводящих csегоsoдов соединены через подвижный кожух, в центре которого размешена светонепроницаемая перегородка,на каждой стороне кото« рой закреплены попарно фотоприемники, при- ° чем фотоприемники каждой пары включены в противоположные плечи мостовой схемы, На фиг. 1 приведена схема фотоэлектрического мутномера; на фиг. 2 — схема включения фотоприемников.
Фотоэлектрический мутномер содержит проточную кювету 1, источник 2 света, подводящий> световод 3, отводящие световоды 4- и 6, раздвижную. грубу 5, подвижный кожух 7, светонепроницаемую перегородку Ъ, фотоприемники 9 — 12. Фотоприемники 9 — 12 включены в мостовую схему (фиг. 2) и подключены к измеритель| ному устройству, содержащему операционный усилитель 13, регистрирующий прибор 14 и источник питания 15.
Устройство работает следуюшнм образом.
Световой поток от источника 2 cse.та проходит через подводящий световод
3 и исследуемую жидкость, прогекающуи по .кювете 1, частично поглощается и поступает через отводящий свеговод 4 на фотоприемники 9 и 10.
Одновременно составляющая светового потока, рассеянного взвешенными чаотицами исследуемой жидкости, поступает через отводящий световод 6 на фотоприемники 11 и 12. С выхода мостовой схемы снимается сигнал, првпбрцйональный отношению разности световых потоков, ослабленного за счет поглощения и ðàñсеянного, к их сумме, что можно выразить аналитически следукщей эависимоствю: („Р(йЗkP 1P(N)kP
ЩИ1- q
f пр(М) пр + 4 р(й1 Мр
4, („)».. РпР, (4) fJPg . 0 2 где - постоянный коэффициент;
Р - Bemmsa nepsamoro csexosoro о потока;
F Р- интенсивность прямого светового потока, воздействующего на фотоприемники 9 н 10; фм.2
Состаивтель С. Бочмнский
Техред М. Гергель
Корректор В. Горняк
Редактор Н. Джуган
Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ, Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7326/44
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 10434
F - интенсивность. рассеянного потоР ка, воздействукзпего на фотоприемники 11 и 12; ц Ы вЂ” коэффициенты прозрачности оцтичь 2 ческих окон кюветы; 5
1п (И}«функция, характеризукипая ослабление светового потока за счет поглощения и зависящая голью от концентрации и взвешенньи частиц в жидкости; . 30 р(М)- функция, характеризукицая интенсивность рассеянного взвешенными частицами светового потока;
3 - постоянный коэффициент, обеспечивающий равенство значений функций пр(й} и 1о(М} в средней точке исследуемого диапазона;
kgb,kp- переменные коэффициенты, определяемые положением подвижно- го кожуха.
Как следует из анализа выражения (1), на результат измерения не влияет ни ин„ тенсивность излучения источника света
Fp, нм коэффициенты проэрачностй oars- 25 ческих окон кюветы 0C q и 0 °
Чувствительность предлагаемого. уст- ройства остается постоянной во всеМ диац азоне измеряемьк величин. Стабиль- gp ь
95 4 . ность выходной характеристики обеспечивается тем, что кратность измерения функций f м (М} и 4 р (Й) при влиянии ре стабилизирукщих факторов сохраняется проямопропорциональной, а зависимости укаэанный функций or концентрации взвешенных частиц имеют обратно пропорциональнь1й характер.
Н астройку фотоэпектрического мутномера осуществляют путем соответствующего изменения длины раздвижной грубы 5 и положения кожуха 7 так, чтобы в средней . точке Йф измеряемого диапазона выпол- .
: нялось равенство „,(e,) = f,(w,). (2) При испытаниях предлат аемого фотоэлектрического мутномера в автоматичес кой системе промывки фильтров на Днепровском водопроводе относительная нестабильность измерения работы составила
10%. При этом относительное измерение чувствительности, определившееся по иэменению наклона, линеаризованной выходной характеристики не превышало б %.
Использование изобретения позволяет в среднем в четыре раза повысить сгабильность изменений, повысить точность и увеличить длительность бесцоверочной работы. !