Оптический двухволновой анализатор концентрации вещества

Оптический двухволновой анализатор концентрации вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(sr) 493708

Свез ColotcKHx

Социалистических

Раси ублик

ОП ИСАН И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.08.70 (21) 1467941/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 26.05.76 (51) М, Кл. G 01N 21/24

Тосударственный иемитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК, 535.341.08 (088.8) (72) Автор изобретения

С. П. Корешков (71) Заявитель

Волгоградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДВУХВОЛНОВОЙ АНАЛИЗАТОР

КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА

Устройство относится к оптическим приборам для определения концентрации вещества и может найти применение в нефтехимической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен оптический анализатор, содержащий источник излучения, диспергирующий элемент в виде призмы или дифракционной решетки, зеркальный обтюратор и фотоприемник.

В известном анализаторе рабочий и сравнительный лучи испускаются из одного и того же места одного излучателя, попадают на одно и то же место фотоприемника, проходят через одни и те же зрачки, призму или дифракционную решетку. Изменение излучающих, поглощающих и отражающих свойств указанных элементов и чувствительности фотоприемника происходит одновременно для обоих лучей на одну и ту же величину, и погрешности взаимно коменсируются.

Однако такой анализатор не обеспечивает стабильности показаний прибора из-за прохождения лучей после обтюратора через разные оптические каналы с целью введения компенсирующего элемента на пути одного из лучей. Изменение направления лучей происходит с помощью зеркал, причем каждое зеркало используется только в одном оптическом канале. Неодинаковое изменение отражающих свойств зеркал, например, при запылении их, по разному изменяет интенсивность рабочего и сравнительного лучей, следовательно, изменяются и показания прибора.

Цель изобретения — повышение стабильности показаний прибора.

Это достигается тем, что зеркало выполнено в виде половины боковой поверхности конуса с углом между образующей и нормалью к оси

10 вращения, равным четверти суммы угла между расходящимися рабочим и сравнительным лучами после диспергирующего элемента и угла, под которым рабочий и сравнительные лучи должны сходиться на фотоприемнике.

На чертеже представлена схема анализатора, где 1 — источник излучения; 2 — кювета для контролируемого продукта; 3 — диспергирующий элемент в виде призмы или дифракционной решетки; 4, 5 — щели; 6 — зеркальный обтюратор; 7 — фотоприемник; 8 — компенсирующий элемент с индикатором 9; 10— двигатель привода обтюратора.

Зеркало обтюратора выполнено в виде половины боковой поверхности конуса с углом между образующей и нормалью к оси вращения, равным а = /4 (cpi+cp ), где р1 — угол, под которым расходятся рабочий и сравнительный лучи после диспергирующего элемента, ct:> — угол, под которым сходятся рабочий

30 и сравнительный лучи на фотоприемнике. На493708

40 личие кюветы 2 обязательно только для молекулярно-абсорбционных оптических анализаторов. В атомно-абсорбционных оптических анализаторах роль кюветы выполняет пламя горелки с подаваемым в него контролируемым веществом. В эмиссионных оптических анализаторах кювета отсутствует, ее заменяет источник 1 излучения.

Величина угла а между образующей конуса и нормалью к оси вращения может быть найдена следующим образом. Если рабочий луч падает на зеркало обтюратора под углом ь то угол падения сравнительного луча равен

P =P + р — 2а. Из двух треугольников можно записать равенство 180 — rp — 2(— — 180 — — ср — 2 или р +2 — — q +2Pq. Подставляя сюда значение Р> и разрешая относительно а, получим необходимое соотношение а= /4 (р +

+ 9 2) °

Предлагаемый оптический анализатор работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 излучения после прохождения через кювету 2 попадает на диспергирующий элемент 3. После этого элемента лучи с разными длинами волн расходятся под разными углами. С помощью щелей 4 и 5 выделяются рабочий и сравнительный лучи, которые расходятся под углом ср .

В первый полупериод вращения обтюратора б на его зеркало попадает только один луч, например рабочий. Он отражается от поверхности обтюратора и проходит на фотоприемник

7. Во второй полупериод вращения обтюратора на зеркало обтюратора попадает только сравнительный луч. Он отражается от поверхности обтюратора и попадает в ту же точку фотоприемника, куда проходит рабочий луч в первый полупериод. Интенсивность рабочего луча зависит от концентрации контролируемого продукта, а интенсивность сравнительного луча не зависит от нее. Интенсивности обоих лучей в случае отсутствия контролируемого вещества перед попаданием их на фотоприемник выравнивают, например, с помощью клина, помещаемого в тот канал, где интенсивность выше (на чертеже не показан).

На выходе фотоприемника не оказывается сигнала с частотой модуляции.

После обтюратора на пути одного из лучей, например сравнительного, устанавливают компенсирующий элемент 8, например клин. Если в кювете находится контролируемое вещество, то интенсивность рабочего луча уменьшается и на выходе фотоприемника появляется переменный сигнал с частотой модуляции. Автоматически или вручную компенсирующий элемент перемещают до тех пор, пока интенсивности рабочего и сравнительного лучей не станут равными и не исчезнет сигнал переменного тока на выходе фотоприемника. Каждому значению концентрации вещества соответствует определенное деление шкалы индикатора 9. Так как оба луча взаимодействуют с одними и теми же оптическими элементами, то изменения интенсивности обоих лучей, вызываемые любыми причинами, кроме изменения концентрации контролируемого вещества, оказываются одинаковыми и не вызывают на выходе фотоприемника паразитного сигнала переменного тока. Тем самым существенно повышается стабильность показаний прибора.

Формула изобретения

Оптический двухволновой анализатор концентрации вещества, содержащий источник излучения, диспергирующий элемент, зеркальный обтюратор и фотоприемник, о тл и ч а ющ и и ся тем, что, с целью повышения стабильности показаний, зеркало обтюратора выполнено в виде половины боковой поверхности конуса с углом между образующей и нормально к оси вращения обтюратора, равным

/4(р + р ), где

493708

Составитель Л. Гойхман

Техред А. Камышникова Корректор Е. Рожкова

Редактор В. Лысенко типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1044/4 Изд. ¹ 2073 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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