Устройство для контроля мутности воды

Устройство для контроля мутности воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1390545 А1

151) 4

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029668/31-25 (22) 25.02.86 (46) 23.04.88. Бюл. IIt 15 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) Н. В. Боголюбов и В. А. Игнатов (53) 535. 024 (088. 8) (56) Литвак В. И. Фотореле в системах автоматики. - М,: Энергия, 1979, с. 67-68.

Авторское свидетельство СССР

М 1043495, кл. G 01 J 1/О, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МУТНОСТИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к автоматическому контролю мутности воды, например, в процессе промызки фильт" ров на станциях водоподготовки. Цель изобретения - повьппение точности настройки устройства н увеличение длительности бесповерочной работы.

Устройство для контроля мутности во" ды содержит источник света, проточную кювету с прозрачными окнами, от" ражатель, трехполюсник из соединен«ных последовательно фотоприемника 11 рассеянного, фотоприемника 9 прямого света, крайние полюса которого подключены к шинам источника 12 питания. Отражатель частично отражает свет в сторону фотоприемника 9, размещенного под углом к отражающей поверхности этого элемента с возможностью перемещения относительно последнего. Средний полюс трехполюсника соединен с входом операционного усилителя 14 через повторитель 13, между входом и выходом операционного усилителя включен регулировочный резистор 15, причем длина проточной кюветы в направлении прохождения прямого света выполнена такой, что, обеспечивается равенство кратностей изменения сопротивлений фотоприемников рассеянного RI и прямого Rnp прошедшего света Rp(+/Я,(М,) =

К„(И„) /К„(Mo) при мутностях М и

М на границах рабочего диапазона контролируемых мутностей воды. 2 ил.

1 390545 м1

t у Ых ехр (-P> ° 1 М, ) 30

1 k

РА(м,-мс) (2) F. (M<) где k = --- — " (м,» (4) лv(M) Rp(M ) Изобретение относится к авт матическому контролю мутности воды, например, в процессе лромынки фильтров на станциях нодоподготовки, Цель изобретения - повышение точности и увеличение длительности без" понерочной работы устройства.

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая место установки фотоприемников прямого и рассеянного света на проточной кювете; на фиг. 2 — схема включения фотоприемников.

Устройство для контроля мутности воды содержит источник 1 света, лро- 15

1 точную кювету 2 с прозрачными окнами 3 — 5, отражатель 6, установленный в трубе 7, размещенный в подвижном кожухе 8 фотоприемника 9 и закрепленный на светонепроницаемой пере- 20 городке 10, фотоприемник 11, размещенный у выхода прозрачного окна 4, TpexIIoJI}ocHHK из соединенных последовательно фотоприемников 9 и 11, край- ние полюса которого подключены к ши- 25 нам источника 12 питания. Средний вывод трехполюсника через повторитель 13 соединен с входом операционного усилителя 14, между входом и выходом которого включен регулировочный резистор 15, выход усилителя

14 соединен с входом порогового элемента 16.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 света проходит через прозрачное окно

3 и исследуемую жидкость, протекающую по кювете 2, частично поглощается и поступает через прозрачное ок- 40 но 4 на фотоприемник 11, а также через прозрачное окно 5 — на отражатель 6, отражающий часть светового потока на фотолриемник 9. Одновременно составляющая светового потока, 45 рассеянного взвешенными частицами жидкости, поступает через прозрачное окно 4 на фотолриемник 11. Сигнал со средней точки трехполюсника, лролорк (м) циональный отношению ---- ††---, 50 к (м)+к„,(м) где Кпр(М) 1 R<(M) — сопротивление фотоприемников 9 и 11 соответственно, через повторитель 13 поступает на вход операционного усилителя 14. Выходной сигнал лоследнего подается на вход порогового элемента 16. В исходном состоянии, когда изменяющаяся но времен мутность M (t) проточной жидкости отличается от лорогоного значения M„, т.е. M(t) > MÄ,на выходе порогового элемента 16 присутствует, например, низкий уровень сигнала "0 .

При достижении текущим значением мутности M(t) проточной жидкости пороговой величины M„, срабатывает пороговый элемент 16 и на его выходе появляется высокий уровень сигнала

"1" ° При появлении последнего принимают соответствующее решение по управлению контролируемым процессом, например, процессом промывки фильтрон на станциях водоснабжения, Для повьппения длительности бесповерочной работы устройства и увеличения точности измерений путем уменьшения погрешности настройки коэффициент отражения 3 элемента 16 выбирают в зависимости от диапазона контролируемых мутностей (М1, Mo) и длины 1 кюветы 2 по формуле где Р>, Nl1 — коэффициенты, зависящие от длины волны Х источника l снета и характеризующие влияние волны света на его поглощение и рассеяние водой соответственно, Длину 1 кюветы 2 выбирают иэ соотношения

Fp (М, ), Fp (Му) — интенсивности рассеянного света, поступающего на фотоприемник 11 соответственно при мутностях М„ и М,.

Коэффициент 1 от длины 1 кюветы 2

1nk2 не зависит. При этом †- = а.

Р

При выполнении .требований (1) и (2) достигаются раненстна

R p ì. R (м,) ) лри этом погрешность настройки о практически сводится к нулю, !

390545

Из (1 ) и (21 следует, что для конкретного диапазона (11,; М,1 должны быть выбраны свои однозначно определенные значения 1 и )". Например, для М -Мо= 38,5 мг/л величина а

8750 мм мг/л и длина 1 кюветы 2 равна 230 мм.

Из (1) находят величину 1 н относительных единицах (Oi p«)) — 0,2"0>35. Следовательно, величина = (МО, М,, 1) зависит от Mg M. u конструктивного параметра 1. Величину 1 определяют для диапазона (М,;

М, согласно (2) .

Назначение отражателя 6 — ослабить начальную интенсивность света

Рлр.к, прошедшего через кювету 2 длиной 1 для достижения равенства (4), что необходимо для обесг ечения требования (3).

Поэтому

F (М,)

Ртр.н (М ) (5)

specb Fp(M,) подчиняется закону Релея

Fp (M<) = Fc Ni M,, (6) а F, „(Mo) — закону Бугера- Ламберта-Бера

Fnp rt (М,) =Р, ехр(-P . 1 М.), (7) 35 где Р— интенсивность источника 1 света;

N>, Рд -коэффициенты.

Отражатель 6 ослабляет начальную интенсивность света FÄp,„(М ) для ее соответствия с интенсивностью рассеянного света Fp(M„), поэтому целесообразно установить первый фотопри- 40 емник 11 непосредственно у выхода окна 4.

Отражатель 6 оптически связан с фотоприемником 9, при э-,ом для точного выполнения равенств (3) и (4) 45 осуществляют перемещение фотоприемника 9 относительно элемента 16, Погрешность, возникающая за счет изменения выходного сопротивления трехполюсникон 9 и 11 при заиливании on- 50 тических окон проточной кюветы 2, устраняется использованием повторителя 13, выходное сопротивление которого остается постоянным.

При испытании устройства в авто- 55 матической системе управл ния громывкой фильтров на нопопроноде относительная нестабильность сигнала на выходе усилителя 14 н течение четырех месяцев непрерывной работы не превышает 87.. При этом относительное изменение чувствительности, определяющееся по изменению наклона линеаризованной выходной характеристики, не превышает 57. °

Формул а изобретения устройство для контроля мутности воды, содержащее источник света, оптически связанный с проточной кюнетой с прозрачными окнами для прямопрошедшего и рассеянного света, трехполюсник иэ соединенных последонательно первого фотоприемника рассеянного и второго фотоприемника прямопрошедшего света, крайние полюса

I трехполюсника подключены к шинам источника питания, операционный усилитель, выход которого соединен с входом порогового элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения длительности бесповерочной работы уст-. ройства, в него ннедены повторитель и отражатель, средний полюс трехпо— люсника соединен с входом операционного усилителя через повторитель, у выхода прозрачного окна прямопрошедmего света расположен отражатель, оптически связанный с вторым фотоприемником, установленный с возможностью перемещения относительно последнего, причем длину 1 проточной кюветы н направлении прохождения света и коэффициент отражения ) отражателя определяют по формуле

Mi

1n-Mo

Р (М,-М )

Ия Мм

7 — --- —ехр(-Р 1 M ) где Рр, N q — коэффициенты, характер и 3 у ющи р н ли я нл e,/! H ны волны 1 источника света на его поглощение и рассеяние соответственно;

М,, M — граничные значения диапазона контрочируемых мутностей.

Составитель С ° Голубев

Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Заказ 1761/43 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