Нефелометр

Нефелометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области фотометрических измерений и может быть использовано в химической промышленности для контроля мутной среды. Изобретение позволяет увеличить точность нефелометрического контроля дисперсных сред за счет исключения погрешностей , обусловленных нелинейностью фотоприемников при сохранении высокой частоты коммутации каналов. Для этого рабочая камера (РК) 5 установлена до пересечения оптических каналов, формируемых линзами 3 и 4, а в месте пересече.ния оптических каналов установлен оптический ослабитель 14. Источники излучения 1 и 2 попеременно включаются схемой управления 15. В первый полупериод Измерения излучение от источника 1, прошедшее через РК, ослабляется ослабителем 14 и попадает на фотоприемник 13, одновременно излучение , рассеянное в РК, попадает на фотоприемник 12. Во второй полупериод излучение от источника 2, прошедшее СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 N 21/47

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение позволяет увеличить точность нефелометрического контроля дисперсных сред эа счет исключения погрешностей., обусловленных нелинейностью фотоприемников при сохранении высокой частоты коммутации каналов. Для этого рабочая камера (РК) 5 установлена до пересечения оптических каналов, формируемых линзами 3 и 4, а в месте пересечения оптических каналов установлен оптический ослабитель 14. Источники излучения 1 и 2 попеременно включаются схемой управления 15. В первый полупериод измерения излучение от источника 1, прошедшее через РК, ослаб-ляется ослабителем 14 и попадает на с (0 фотоприемник 13, одновременно излучение, рассеянное в РК, попадает на фотоприемник 12. Во второй полупериод излучение от источника 2, прошедшее С (21) 3918862/23-25 (22) 15. 05.85 (46) 15. 01.88. Бюл. й- 2

:(71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности (72) В.В.Бердник, В.A.Рудаков, А.Г.Васильев и В.Г.Леонтьев (53) 535.242(088.8) (56) Заявка Великобритании N9 1448687, кл. G 01 N 21/22, опублик. 1965.

Патент США.9 3775013, кл. G 01 N 21/06, 1973. (54) НЕФЕЛОМЕТР (57) Изобретение относится к области фотометрических измерений и может быть использовано в химической промьппленности для контроля мутной среды.

ÄÄSUÄ„1366922 А 1

1366922

I через PK и ослабленное ослабителем

14, попадает на фотоприемник 12, одновременно излучение, рассеянное в

PK попадает на фотоприемник 13, СигИзобретение относится к технике фотометрических измерений и может быть использовано в химической промышленности для контроля мутной среды, например для контроля загрязнений горюче-смазочных материалов в условиях повышенной взрывоопасности, а также в химико-фотографической промьппленности для контроля процесса осаждения твердой фазы.

Цель изобретения - повьппение точности измерений.

На чертеже приведена функциональная схема нефелометра.

Нефелометр содержит управляемые источники 1 и 2 излучения, в качестве которых могут быть использованы светодиоды, расположенные по ходу излучения от источников излучения линзы

3 и 4, формирующие первый и второй оптические каналы, оси которых пересекаются в одной точке, рабочую камеру 5 со светопропускающими, окнами

6-9, установленные против выходных окон 8 и 9 линзы 10 и 11 для сбора рассеянного в камере излучения на фотоприемники 12 и 13 с усилителями, установленные во втором и в первом оптических каналах, оптический ослабитель 14, установленный в месте пересечения первого и второго оптичес. ких каналов, систему обработки сигналов с фотоприемников, включающую устройство 15 управления, блок 16 разделения сигналов и вычислительное устройство 17, причем управляемые источники света подключены к первому выходу устройства 15 управления, второй выход которого соединен с блоком 16 разделения сигналов, сигнальные входы которого подключены к выходам фотоприемников 12 и 13 с усилителями, а выходы блока разделения сигналов подсоединены к входам вычислительного налы с фотоприемников разделяются схемой разделения сигналов 16 и обрабатываются в вычислительном устройстве 17. 1 ил.

2 устройства, выход которого является выходом нефелометра.

В качестве оптического ослабителя

14 может быть использован оптический

5 клин или диафрагма, или система из двух скрещенных поляризаторов, или любая другая оптическая система, позволяющая ослаблять лучистый поток.

Нефелометр работает следующим

10 образом.

Источники 1 и 2 излучения попеременно включаются схемой 15 управления. В первый полупериод измерения лучистый поток от источника 1 излуче-,. ния, формируемый линзой 3, проходит через окно 6 рабочей камеры, рабочую камеру 5 с исследуемой средой, окно ,8, оптический ослабитель 14 и попадает на фотоприемник 13. Сигнал, про2О порциональный световому потоку, пос тупает на первый сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов.

Одновременно рассеянный средой световой поток через окно 8 рабочей

25 камеры фокусируется линзой 10 на фотоприемник 12, сигнал с которого поступает на второй сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов.

Под действием управляющего сигнала

З0 со схемы 15 управления на первом и третьем выходах схемы разделения сигналов формируются напряжения-, равные поданным на вход сигналам. Данные напряжения сохраняются на выходах cxe3g мы разделения сигналов на второй полупериод измерения.

Во время второго полупериода измерения источник 1 схемой 15 управления выключается, а источник 2 включается.

40 Лучистый поток от источника 2 излу чения, формируемый линзой 4, проходит через окно 7 рабочей камеры, рабочую . камеру 5 с исследуемой средой, окно

9, оптический ослабитель 14 и попадает на фотоприемник 12. Сигнал, пропор; з 1366922 циональный световому потоку, поступает на второй вход схемы 16 разделения сигйалов, Одновременно рассеянный средой све- 5 товой поток через окно 9 рабочей камеры фокусируется линзой на фотоприемник 13, сигнал с которого поступает на первый сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов. 10

Под действием управляемого сигнала со схемы 15 управления на втором и четвертом выходах схемы разделения сигналов формируются напряжения, равные поданным на сигнальные входы бло- 15 ка разделения сигналам. Данные напряжения на втором и четвертом выходах сохраняются на время следующего цикла измерения.

Таким образом, на выходе блока раз деления сигналов присутствуют следу( ющие сигналы: U и U< — сигналы с фотоприемников 12 и 13 при включенном 2 источнике 1 излучения и U 2 и U< сигналы с фотоприемников 12 и 13 при включенном источнике 2 излучения, Эти сигналы подаются на вход вычислительного устройства 17, осуществляющего следующий алгоритм обработки сигналов:

R(p) Т(Р) Т,Т, Т О Т, — пропускания окон 6, 7, 8 и 9;

Т „ — нропускание .ослабителя 14.

Используя выражения (2) -(5) .для

25 сигнала U согласно схеме обработки сигналов (1), получают выражение

Б (Ф,.) Бв(Ю 1 К (г) (Ф ), Б (У ) Тг Тг (Р)

ЗО Таким образом, результат измерения не зависит от интенсивностей источников излучения и от загрязнения окон рабочей камеры. В силу нелинейности фотоприемников результат зависит от

З5 чувствительности фотоприемников. Однако подобрав пропускание ослабителя

14 таким, чтобы интенсивности прямо прошедшего на фотоприем и рассеяннои< г

ro излучений были равны Ф< = <<2 г

40 = Р<2, я = Ф<з, сравнивают чувствительности фотоприемников Б<г(Ф< )

Как следует из выражения (6), результат измерения при этом не зависит

45 от чувствительностей фотоприемников:

< 2

U<2 U

U = —,— — —,-- 7 (1) <2 <З

R (P)

U=K- — —— (7)

Тг (j)

1 где К = вЂ, — — постоянная прибора.

Тосл

Изобретение позволяет исключить о погрешность, обусловленную нелинейностью фотоприемников, и повысить точность измерений.

В5Формула изобретения

Нефелометр, содержащий первый и второй источники излучения, соединенные со схемой их управления, распологде U — результат измерения.

Используя законы ослабления света (( средой, для сигналов U 2, U 2, 0<з, 2

U, можно записать следующие выражения:

U<2 >

U„= 9 S„(Ð<ý) TI Т9 R(P) 7 (5) где Б<2(Ф), S (Ф) — чувствительности фотоприемников 12 и 13. для потока излучений Ф

2 — потоки излучения от источников 1 и 2, попавшие на фотоприемник 12;

<«л г — потоки излучения от источников 1 и 2, попавшие на фотоприемник 13

I (2 <,<(7 — потоки излучений от источников 1 и 2 излучения; — рассеяние среды в первом канале в направлении на фотоприемник

12, в силу симметричности схемы измерения равное рассеянию среды во втором канале в направлении на фотоприемник 13; — пропускание среды в первом канале, в силу симметричности схемы измерения равное пропусканию среды во втором канале;

Г— измеряемый параметр (мутность среды);

1366922

Составитель Н.Стукова

Техред М.фщык Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Лежнина

Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ф женные по ходу излучения оптические системы формирования первого и второго оптических каналов, оси которых пересекаются в одной точке, рабочую камеру для исследуемой среды, первый и второй фотоприемники, расположенные в первом и втором оптических каналах, соединенные с системой обработки сигналов, соединенной со схемой- управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, рабочая камера установлена в обоих каналах между оптическими системами формирования первого и второго оптических каналов и точкой пересечения осей этих каналов, при этом в

5 точке пересечения осей каналов установлен оптический ослабитель, а между рабочей камерой и фотоприемниками введены оптическая система сбора на второй фотоприемник излучения, рас10 сеянного исследуемой средой в первом канале, и оптическая система сбора на первый фотоприемник излучения, рассеянного исследуемой средой во втором канале.