Фотометрический анализатор

Фотометрический анализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>968626 (61).Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 300481 (21) 3279774/18-25 (51)M Кй з а 01 7 1/44 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 2310.82. Бюллетень ¹ 39

153) УДК 535.242 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 10.82 гун ФЖФВИАИ и ПА ТЙТМ- ю, 13,sramscan la i

ВИ34ФОТЕКА (72) Авторы изобретения

А.И.Поляков, A.È.Øåâ÷óê,À.Ë.Êoñåíêî и С.П.Сни (7! ) Заявитель (54) ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к физикохимическим методам анализа, а более конкретно к фотоабсорбциометрическим анализаторам состава веществ в производствах химической,нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее оптическую измерительную систему, усилитель, цифровую измерительную систему, привод регулятора интенсивности излучения и цифровой индикатор

В данном устройстве операция приведения рабочего сигнала к опорному уровню осуществляется с помощью блока установки кода эталонного уровня и привода регулятора интенсивности излучения 1).

Недостатками известного устройстна являются громоздкость и низкая надежность конструкции, вызванные наличием электропринодаи механических узлов регулировкй интенсивности излучения, а также невозможность автоматизации всего процесса измерения (например, для использования в промышленных условиях) в связи с тем, что для установки опорного уровня (регулировки интенсивности излучения) требуется удаление образца .из кюнетного пространства.

Наиболее близким к изобретению тех5 ническим решением является фотометрический анализатор содержащий измерительную систему,включающую н себя последовательно установленные по ходу излучения источник излучения, элементы формирования световых потоков, кюветы,модулятор со светофильтрами и приемник излучения, подключенный через устройство преобраэонания к входу вычислительного устройства, причем модулятор снабжен формирователем синхрониэирующих импульсов, подключенным к соответствующему входу устройства преобразования (2 ).

Недостатком известного устройства янляется ограниченная точность измерения, обусловленная большим значением мультипликативной составляющей погрешности, вызываемой взаимным влиянием импульсов сигналов в общем тракте усиления, которое возникает

2з иэ-за переходных процессов в усилителе.

В известном устройстве, как и в других многоканальных фотометрах, форма импульсов сигналов на приемни-, ЗО ке определяется соотношением диамет968626 ров светового потока и светофильтров, а частота их следования — скоростью вращения диска. При реальных соотношениях форма импульсов близка к полупериоду синусоиды, а частота их следования находится в пределах 5

10...50 Гц. Применяемые для усиления сигналов с такой низкой частотой следования ВС-усилители,при реально используемых значениях емкости переходных конденсаторов, кон- 0 денсаторов обратной связи, и входных сопротивлений каскадов всегда приводят к искажениям импульсов, вызываемым переходными процессами, в виде завала вершины импульса и об- 15 ратных выбросов. Причем обратный выброс импульса одного сигнала влияет на значение постоянной составляющей другого сигнала, что приводит к отклонению характера из- 20 менения результирующего отношения сигналов от характера изменения информативного параметра. Это отклонение максимально в конце шкалы.

Влияние изменений одного из сигналов на другой создает мультипликативную составляющую погрешности устройства, которая тем больше,чем значительнее искажения от переходных процессов .и чем сильнее сигналы отличаются друг от друга.

В реальных условиях из-за различия в пропусканиях светофильтров, неравномерности спектра поглощения вещества и т.п, сигналы могут отличаться в три раза и более.

При этом мультипликативная сос тавляющая погрешности может достигать 503.

Цель изобретения — повышение точ- 40 ности измерений .

Укаэанная цель достигается тем, что в известном фотометрическом анализаторе, содержащем измерительную систему, включающую в себя пос- 45 ледовательно установленные по ходу излучения источник излучения,элементы формирования световых потоков, кюветы, модулятор со светофильтрами и приемник излучения, подключенный через устройство преобразования к входу вычислительного устройства, причем модулятор снабжен формирователем синхронизирующих импульсов, подключенным к соответствующему входу устройства преобразования; устройство .преобразования выполнено в виде амплитудно-временного преобразователя, генератора счетных импульсов, кольцевого счетчика, по крайней мере двух схем выборки и хра. 60 нения, включающих в себя последовательно соединенные элемент И, счетчик и оперативное запоминающее устройство, и программный блок, выход которого соединен с вычислительным 65 устройством, а входы — с выходами схем выборки и хранения, первые вхо ды схем И которых соединены с генератором счетных импульсов, вторые входы — с выходом амплитудно-временного преобразователя, вход которого ,соединен с приемником излучения, а третьи входы - c соответствующими выходами кольцевого счетчика, вход ко.торого соединен с формирователем синхронизирующих импульсов.

На чертеже показана структурная схема устройства.

В качестве примера реализации изобретения рассматривается четырехканальная схема устройства.

Устройство содержит оптическую измерительную систему 1, состоящую из последовательно установленных источника 2 излучения, элементов фор1мирования световых потоков 3, кюветы 4, модулятора 5 со светофильтрами

6 и приемника 7 излучения, причем модулятор 5 снабжен формирователем

8 синхрониэирующих импульсов уст) ройство 9 преобразования, состоящее иэ амплитудно-временного преобразователя 10, генератора 11 счетных импульсов, кольцевого счетчика 12, четырех элементов И 13, четырех счетчиков 14, четырех оперативных запоминающих устройств 15, программного блока .16, и вычислительное устройство 17. Вход амплитудно-временного преобразователя 10 соединен непосредственно с выходом приемника

7 излучения, а его выход - с вторыми входами элементов И, с первыми входами которых соединен выход генератора 11 счетных импульсов, а с третьими входами соединен соответствующий выход кольцевого счетчика 12,вход которого соединен с выходом формирователя 8 синхрониэирующих импульсов.

Последовательно соединенные элемент

И, счетчик 14 и оперативное запоминающее устройство 15 представляет собой схему выборки и хранения. Выходы всех четырех оперативных запоминающих устройств 15 через программный блок 16 связаны с вычислительным устройством 17.

Устр ой ат во работает следующим образом .

При пересечении вращающимся модулятором с двумя светофильтрами двух световых потоков на приемнике образук>тся четыре импульса сигналов с соответствующими амплитудами, В ампли(тудно-временном преобразователе они преобразуются в имг ульсы с длительностями, . пропорциональными амплитудам. Распределение иыпульсов по каналам и их квантование по длительности осуществляется с помощью элементов И, генератора счетных импульсов и кольцевого счетчика.

968626

На вход .кольцевого счетчика поступают с формирователя 8 синхрониэирующих импульсов импульсы, синхронизированные с моментом присутствия сигнала на выходе приемника. Кольцевой счетчик имеет четыре выхода, каждый из которых соединен с одним из входов соответствующего элемента И. На вторые входы каждого элемента И поступают импульсы с соответствующими длительностями, а на первые входы - счетные импульсы.Таким образом, на выходе каждого элемента И возникает пачка счетных импульсов, соответствующая только одному из сигналов. Из счетчика 14 код числа N„- импульсов в пачке переносится в оперативное запоминающее устройство 15, откуда с помощью программного блока 16 в определен-. ной последовательности вводится в вычислительное устройство 17, где реализуется алгоритм вычислений по формуле с(=К (1 — — — - — )

И N

М ° И. где с — значение регистрируемой

;выходной величины;

К вЂ” коэффициент размерности шкалы.

N- — числовое безразмерное

1 представление амплитуды сигнала М;.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность, так .как благодаря тому, что амплитудно-временной преобразователь 10 непосредственно соединен с выходом приемника излучения и импульсные сигналы не проходят через общий тракт усиления взаимное влияние сигнала на сигнал не возникает.

Таким образом, в устройстве мультипликативная составляющая погрешности, создаваемая переходными процессами в общем тракте усиления, отсутствует.

Логический принцип распределения сигналов исключает все недостатки, свойственные аналоговым распредЕлиf тельным устройствам, Погрешность здесь не превышает одной ступени квантования, которую можно сделать достаточно низкой, увеличив частоту

5 генератора счетных импульсов.

Формула изобретения !

Фотометрический анализатор,содержащий измерительную систему, включающую в себя последовательно установ" ленные по ходу излучения источник излучения,элементы формирования све товых пото ов, кюветы, модулятор со светофильтрами и приемник излучения

IS подключенный через устройство преобразования к входу вычислительного устройства, причем модулятор снабжен формирователем синхрониэирующих импульсов, подключенным к соответствуюQQ щему входу устройства преобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство преобразования выполнено в виде амплитудно-временного преобра25 зователя, генератора счетных импульсов, кольцевого счетчика, по крайней мере двух схем выборки и хранения, включающих в себя последовательно соединенные элемент И, счетчик и опеЗО ративное запоминающее устройство, и программный блок,. выход которого соединен с вычислительным устройством, а входы — с выходами схем выборки и хранения, первые входы схем И кото35 рых соединены с генератором импульсов, вторые входы - с выходом амплитудно-временного преобразователя, вход которого соединен с приемником излучения, а третьи входы— с соответствующими выходами кольцевого счетчика, вход которого соеди= нен с формирователем синхрониэирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Авторское свидетельство СССР

Р 535469, кл. G 01 7 1/44, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 568849, кл, G 01 J 1/44, 1977 (прототип) .

968626

Составитель С.Чурбаков

Редактор Г.Ус Техред T.Маточка Корректор C.Èåêìàð

Заказ 8147/68 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4