Кюветное устройство для фотометрирования
Иллюстрации
Реферат
КЮВЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОМЕТРИРОВЛНИЯ , содержащее вертикальную проточную камеру со штуцерами ввода н слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от загрязнения , отличаюпдееся тем, что, с целью повьпнения надежности устройства в работе, средство защиты окна от загрязнения выполнено в виде слоя тяжелого органического растворителя , а устройство дополнительно снабжено дозатором средства защиты окна, расположенным над проточной камерой, регулировочной трубкой толщины поглощающегося слоя с линейкой, а также устройством рекуперации отстоявшегося слоя, включающим дополнительную камеру, снабженную щтуцерами ввода и слива жидкости, и дискретным датчиком отстоявшегося слоя расположенную ниже дна проточной камеры, исполнительные механизмы удаления и возврата растворителя, релейный блок, сбросный клапан и насос для возврата растворителя на оптическое окно через дозатор, причем дискретный датчик отстоявшегося слоя связан через релейный блок с испол (Л нительными механизмами, подключенными к сбросному клапану и насосу, а входной штуцер дополнительной камеры соединен с выходным штуцером проточной камеры и с одним из концов трубки регулирования толщины слоя жидкости. 00 00 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1087841
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A87OPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587910/18-25 (22) 08.02.83 (46) 23.04.84.Бюл.Ф 15 (72) В.Г.Скрипчук (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (53) 535.24(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 642632, кл. G Ol N 21/03, 1977 °
2. Патент Великобритании
Н 1355792, кл. G 01 11 21/26, (G2I) опублик. 1974 (прототнп). (54)(57) КЮВЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ФОТОИЕТРИРОВАНИЯ, содержащее вертикаль" ную проточную камеру со штуцерами ввода и слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от загрязнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, средство защиты окна от загрязнения выполнено в виде слоя тяжелого органического растворителя, а устройство дополнительно
3(51) G 01 N 21 05 G Ol 11 21 25 снабжено доэатором средства защиты окна, расположенным над проточной камерой, регулировочной трубкой толщины ноглощающегося слоя с линейкой, а также устройством рекуперации отстоявшегося слоя, включающим дополнительную камеру, снабженную штуцерами ввода и слива жидкости, и дискретным датчиком отстоявшегося слоя расположенную ниже дна проточной камеры, исполнительные механизмы удаления и возврата растворителя, релейный блок, сбросный клапан и насос для возврата растворителя на оптическое окно через дозатор, причем
И дискретный датчик отстоявшегося слоя щ связан через релейный блок с исполнительными механизмами, подключенными к сбросному клапану и насосу, а входндй штуцер дополнительной камеры соединен с выходным штуцером проточной камеры и с одним из концов трубки регулирования толщины спок жидкости. Ю
Схема для непрерывного измерения оптической плотности раствора в условиях сильно загрязненных анализируемых жидкостей работает недостаточно надежно. Устройство также не может работать после аварийного отключения электроэнергии. Недостатком кюветы является и постоянство толщины поглощающего слоя жидкости, что ограничивает область применения устройства только чистыми (сравнительно ). растворами, например питьевой водой, оптическая плотность которой изменяется в неэначительнных пределах.
Цель изобретения — повышение надежности устройства в работе.
Указанная цель достигается тем, что в кюветное устройство для фо- . тометрирования, содержащее вертикальную проточную камеру со штуцерами ввода и слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от .загрязнения, последнее выполнено в виде слоя тяжелого органического растворителя, а устройство дополнительно снабжено доэатором средства защиты окна, расположенным над проточной камерой, регулировочной трубкой толщины поглощающего слоя с линейкой, а также устройством рекуперации отстоявшего1 !0878
Изобретение относится к конструкциям кювет, предназначенных для измерения прозрачности растворов и может быть использовано в средствах автоматики служащих для анализа техноло1
5 гических растворов, природных и сточнЪ|х вод.
Известна цилиндрическая кювета в. которой для эффективности очистки внутренних поверхностей имеются чистящие шари, а штуцер подвода промывочной жидкости установлен тангенциально к корпусу кюветы (f3. однако чистящие шары, находясь вну ри данной кюветы, сами покрываются налетом загрязнения и не только очищают оптические элементы кюветы, но и намазывают на них загрязнения со своей поверхности. Кроме того, от длительного воздействия чистящих элементов на поверхности стекла возни20 кают микродефекты, .которые изменяют его оптические свойства. Из-эа дискретного принципа очистки в паузах происходит загрязнение оси кюветы, 25 что изменяет оптическую плотность.
Все это приводит к снижению надежности работы устройства.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является кюветное устройство для фотометрирования, содержащее вертикальную проточную камеру со штуцерами ввода и слива жидкости и. оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от 35 загрязнения. Вертикальная проточная камера имеет два оптических окна в верхней и нижней его частях. Нижнее окно сделано выпуклым. Сбоку корпуса имеются штуцеры ввода и вывода ана- 40 лйзируемого паствора, а также воздушный затвор для подвода в кювету давления в пространство между жидкостью и верхним оптическим окном. Этим.предотвращается попадание капель на верх 45 нее окно при разбрызгивании жидкости. Анализируемый раствор в кювете подается снизу вверх. Устранение загрязнения нижнего окна кюветы осуществляется ферромагнитным телом 50 расположенным внутри кюветы на вы" пуклом окне у боковой стенки корпуса.
Это тело электромагнитом приводится в возвратно-поступательное движение, чем и осуществляется механическая зачистка окна 1 2 3.
Недостатком известного устройства является необходимость механической зачистки оптического окна кюветы.
4l 2
Твердые частицы загрязнения, попадая под ферромагнитное тело или выталкиваемые им с поверхности, повреждают стекло, наносят мелкие трещинки и ца"
I рапнны. Пластичные частицы только размазываются ферромагнитным телом . по стеклу и полностью с него не удаляются.. Из-за этого устройство ненадежно в работе, поскольку оптическое окно приобретает матовость и результаты анализа оказываются завышенными.
Наличие у кюветы верхнего оптического окна требует его надежную защиту от разбрызгивания жидкости, подаваемой снизу. Накачивание в кювету сжатого воздуха усложняет устройство, так как необходимы компрессор, воздушнйй затвор, высокая герметизация и прочность. кюветы. Предлагаемое устройство зачистки окна периодического действия, поэтому оно загрязняется в промежутке между включением ферромагнитного тела в работу, что завышает величину измерений.
Известное устройство не обеспечивает автоматическое удаление механических примесей, постоянно накапливающихся на дне корпуса кюветы.
41 4 растворителя и осадка жидкости содержит емкость 15 с входным 16 и двумя выходными 17 и 18 штуцерами, Штуцер 17 соединен с насосом 13 а штуцер 18 с сбросным клапаном 12.
Датчик 19 отстоявшегося слоя, выполненный в виде дискретного датчика толщины слоя (электрический или ультразвуковой)через релейный блок 20 связан с исполнительными механизмами 21 и 22.
Устройство работает следующим образом.
Исследуемая жидкость подается в проточную камеру 1 через штуцер 2, трубку 4 и выводится иэ кюветного устройства через штуцер 3, сборник органического растворителя и осадка
11 и трубку 10 регулирования толщины поглощающего слоя жидкости. Одновременно из доэатора 7 на окно 5 подается в непрерывном режиме тяжелый органический растворитель с расходом 15 — 150 капель в минуту в зависимости от размеров и количества механических частиц в жидкости. Сжатый осадок с исследуемой жидкостью и частью органического растворителя поступает в сборник ll, где тяжелый . органический растворитель осаждается и насосом дискретно .возвращается в дозатор 7, а осадок с частью органического растворителя сбрасывается через сбросный клапан 12. Интенсивность света от осветителя 8 фиксируется фотометром 9.
В подготовительный период емкость
15 устройства для удаления отстоявшегося слоя тяжелого органического растворителя и осадка жидкости заполняется жидкостью одновременно с заполнением проточной камеры 1. В рабочий период жидкость непрерывно поступает через штуцер 16 в емкость
15 и сбрасывается в слив. Отстоявшиеся тяжелые примеси и органический растворитель осаждаются и накапливаются на дне, образуя фазовый слой.
В дальнейшем по достижении осадком заданной толщины от сигнала датчика 19 исполнительный механизм 21 включает подачу органического раст" ворителя из емкости 15 в дозатор 7 насосом 13, работающего от реле времени блока 20. Момент включения насоса отмечается счетчиком импульсов в блоке 20. По достижении заданного числа циклов работы насоса 13 осу3 !0878 ся слоя, включающим дополнительную камеру, снабженную штуцерами ввода и слива жидкости, и дискретным датчи нам отстоявшегося слоя, расположенную ниже дна проточной камеры, исполнительные механизмы удаления и возврата растворителя, релейный блок сбросный клапан и насос для возврата растворителя на оптическое окно через дозатор, причем дискретный датчик отстоявшегося слоя связан через релейный блок с исполнительным механизмами, подключенными к сбросному клапану и насосу, а входной штуцер дополнительной камеры соединен с выходным штуцером проточной камеры и с одним из концов трубки регулирования толщины слоя жидкости.
На фиг. 1 представлена схема кюветного устройства для фотометрирования; на фиг. 2 — схема устройства рекуперации отстоявшегося слоя.
Кюветиое устройство для фотометрирования имеет вертикальную проточ-. ную камеру 1, штуцеры ввода 2 и слива жидкости 3, трубку 4. Последняя углублена до уровня органического растворителя для предотвращения образования эмульсии от гидравлического удара исследуемой жидкости с органическим растворителем в подготовительный период заполнения устройства.
Внизу проточной камеры 1 установлено оптическое окно 5, отделенное от анализируемой жидкости средством защиты окна, выполненным из тяжелого органического растворителя 6, дозатор 7 органического растворителя, осветитель 8, фотометр 9. Проточная камера 1 связана с трубкой 10 регулирования толщины поглощающего слоя жидкости через устройство для удаления отстоявшегося слоя, имеющего сборник 11 органического растворителя и осадка, сбросный клапан 12 и насос 13. Уровень исследуемой жидкости в проточной камере 1 задается трубкой 10 регулирования толщины поглощающего слоя жидкости по линейке 14. В подготовительный период эа- о полнения устройства тяжелый органи ческий растворитель 6 помещается на оптическое окно 5 дозатором 7 на уровень штуцера 3 до появления слоя растворителя в сборнике органичес- 5S кого растворителя и осадка 11.
Устройство для удаления отстоявшегося слоя тяжелого .органического
S )о ществляется полный сброс органического растворителя с осадком через экран )2 ло команде исполнительного механизма 22.
Для повышения надежности работы с сильно загрязненными водами в устройстве предусмотрено отключение звена рекуперации органического растворителя по цепи: штуцер )7 — насос
)3 - дозатор 7, и включение устройства без звена рекуперации. В этом случае после каждого сигнала датчика )9 срабатывает исполнительный механизм 22, включающий клапан )2.
Эта мера предосторожности предохраняет попадание загрязненного растворителя в дозатор 7.
Предложенное кюветное устройство обеспечивает постоянный и непрерывный контроль мутных или других загря зияющих оптические окна жидкостей, .например в технологических, природных и сточных, водах.
Преимущество предлагаемого устройства над известными заключается в исключении непосредственного контакта жидкости с окнами кювет, что и
-Г редотвращает их загрязнение и изменение оптической плотности в ходе эксплуатации. Независимость оптичес, кой плотности от условий измерения достигается вследствие постоянного обновления поверхности органического растворителя, находящегося над оптическим окном. Наличие только од8784) а ного оптического окна в кювете упрощает конструкцию.
В кювете просто решается регулировка необходимого уровня жидкости с хорошей воспроиэводимостью. Уровень жидкости в кювете мало подвержен влиянию расхода жидкости, а зарастание боковых стенок осадком кюветы не сказывается на величину оптической
)О плотности. При использовании предложенной кюветы возможен анализ как прозрачных, так и мутных растворов, причем фракционный состав мути не оказывает влияния на надежность ра15 боты кюветного устройства. Используемые органические растворители можно применять как жидкостные светофильтры, что расширяет воэможности и эффективность использования
7ц цанного кюветного устройства. Поскольку органический растворитель находится под слоем воды, то исключа:ется его токсикологическое воздействие на обслуживающий персонал. Оту,стойное устройство для органического растворителя и осадка сокращает его безвозвратные потери.
Предлагаемое устройство позволяет непрерывно и надежно контролировать качество растворов, прекратить сбросы на очистные сооружения, нормализовать работу последних и предотвра" тить загрязнение водоемов неочищенными сточными водами при их перегрузке.
)087841
1087841
Составитель С.Голубев
Редактор П. Коссей Техред Л.Иартявова Корректор О. Тигор
Заказ 2647/38 Тираж 823 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4