SU1366922A1 - Нефелометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области фотометрических измерений и может быть использовано в химической промышленности дл  контрол  мутной среды. Изобретение позвол ет увеличить точность нефелометрического контрол  дисперсных сред за счет исключени  погрешностей , обусловленных нелинейностью фотоприемников при сохранении высокой частоты коммутации каналов. Дл  этого рабоча  камера (РК) 5 установлена до пересечени  оптических каналов, формируемых линзами 3 и 4, а в месте пе- ресече.ни  оптических каналов установлен оптический ослабитель 14. Источники излучени  1 и 2 попеременно включаютс  схемой управлени  15. В первый полупериод Измерени  излучение от источника 1, прошедшее через РК, ослаб- л етс  ослабителем 14 и попадает на фотоприемник 13, одновременно излучение , рассе нное в РК, попадает на фотоприемник 12. Во второй полупериод излучение от источника 2, прошедшее СЛ

Description

3 f

I ,1в

:

00 о

О5 СО

ю

тттт

через РК и ослабленное ослабителем 14, попадает на фотоприемник 12, одновременно излучение, рассе нное в РК, попадает на фотоприемник 13. Сигналы с фотоприемников раздел ютс  схемой разделени  сигналов 1б и обрабатываютс  в вычислительном устройстве 17. 1 ил.

1

Изобретение относитс  к технике фотометрических измерений и может быть использовано в химической про- мьшшенности дл  контрол  мутной среды , например дл  контрол  загр знений горюче-смазочных материалов в услови х повышенной взрывоопасности, а также в химико-фотографической про- мьшшенности дл  контрол  процесса осаждени  твердой фазы.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

На чертеже приведена функциональна  схема нефелометра.

Нефелометр содержит.управл емые источники 1 и 2 излучени , в качестве которых могут быть использованы све- тодиоды, расположенные по ходу излучени  от источников излучени  линзы 3 и 4, формирующие первый и второй оптические каналы, оси которых пересекаютс  в одной точке, рабочую камеру 5 со светопропусканлцими. окнами 6-9, установленные против выходных окон 8 и 9 линзы 10 и 11 дл  сбрра рассе нного в камере излучени  на фотоприемники 12 и 13 с усилител ми, установленные во втором и в первом оптических каналах, оптический ослабитель 14, установленный в месте пересечени  первого и второго оптических каналов, систему обработки сигналов с фотоприемников, включающую устройство 15 управлени , блок 16 разделени  сигналов и вычислительное устройство 17, причем управл емые источники света подключены к первому выходу устройства 15 управлени , второй выход которого соединен с блоком 16 . разделени  сигналов, сигнальные входы которого подключены к выходам фотоприемников 12 и 13 с усилител ми, а выходы блока разделени  сигналов подсоединены к входам вычислительного

устройства, выход которого  вл етс  выходом нефелометра.

. В качестве оптического ослабител  14 может быть использован оптический 5 клин или диафрагма, или система из двух скрещенных пол риза -оров, или люба  друга  оптическа  система, позвол юща  ослабл ть лучистый поток.

Нефелометр работает следующим 0 образом.

Источники 1 и 2 излучени  попеременно включаютс  схемой 15 управлени . В первьй полупериод измерени  лучистый поток от источника 1 излуче-. ни , 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, про- 0 порциональный световому потоку, пос- тупает на первый сигнальный вход схемы 16 разделени  сигналов.

Одновременно рассе нньй средой световой поток через окно 8 рабочей камеры фокусируетс  линзой 10 на фо- топриемник 12, сигнал с которого поступает на второй сигнальньй вход схемы 16 разделени  сигналов.

Под действием управл ющего сигнала 0 со схемы 15 управлени  на первом и третьем выходах схемы разделени  сигналов формируютс  напр же ни , равные поданным йа вход сигналам. Данные напр жени  сохран ютс  на выходах схе- 5 мы разделени  сигналов на второй полупериод измерени .

Во врем  второго полупериода измерени  источник 1 схемой 15 управлени  выключаетс , а источник 2 включаетс . 0 Лучистый поток от источника 2 излу- 1 чени , 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, пропорциональный световому потоку, посту- R(B) пает на второй вход схемы 16 разделени  сигналов.

Одновременно рассе нный средой све-с товой поток через окно 9 рабочей камеры фокусируетс  линзой на фотоприемник 13, сигнал с которого поступает на первьй сигнальный вход схемы 16 разделени  сигналов. . ю

Под действием управл емого сигнала Т(В) со схемы 15 управлени  на втором и четвертом выходах схемы разделени  сигналов формируютс  напр жени , равные поданным на сигнальные входы бло- 15 ка разделени  сигналам. Данные напр жени  на втором и четвертом выходах сохран ютс  на врем  следующего цикла измерени .Т,jT,, Т,

Таким образом, на выходе блока раз-го Т„ делени  сигналов присутствуют следующие сигналы: U и - сигналы с фотоприемников 12 и 13 при включенном источнике 1 излучени  и ufj и Грассе ние среды в пер вом канале в направле нии на фотоприемник 12, в силу симметричности схемы измерени  равное рассе нию среды во втором канале в нап равлении на фотоприемник 13;

пропускание среды в первом канале, в силу симметричности схемы измерени  равное пропусканию среды во втором канале; измер емый параметр (мутность среды);

осл

пропускани  окон 6, 7, 8 и 9;

пропускание.ослабител  14.

Использу  выражени  (2)-(5).дл  сигналы с фотоприемников 12 и 13 при 25 сигнала U, согласно схеме обработки включенном источнике 2 излучени . Эти сигналов (1), получают выражение сигналы подаютс  на вход вычислительного устройства 17, осуществл ющего следующий алгоритм обработки сигна30

не зависит от интенсивностей источников излучени  и от загр знени  окон рабочей камеры. В силу нелинейности фотоприемников результат зависит от 35 чувствительности фотоприемников. Однако подобрав пропускание ослабител 

и s«(2iis,5 1 RL(2)

(6)

лов:

и

у«112 ,

г

4

и,, иГз

s,i(,p- ,;) тч/1)

Таким образом, результат измерени 

(1)

где и - результат измерени .

Использу  законы ослаблени  света

средой, дл  сигналов U,

и

жени :

ufi, и;э

5 МОЖНО записать следующие выра- 1и :

Ф з,(ср;) Т, Та-К(;1)з

(Ф

и

«Р S,,

(2

)-т.

т,- тф)

(2) J(3)

14 таким, чтобы интенсивности пр мо прошедшего на фотоприем и рассе нного излучений были равны Ф, «i 40 Рчг , i fs сравнивают чувствительности фотоприемников )

.и,, Ф 8,(Ф„).Т,. Тд. т(/5) T.MJC) 9 s,,K)-T,-T,.R(p) (5)

де 5,г(Р) ,5,(Ф) - чувствительности фотоприемникрв 12 и 13 дл  потока излучений ,

потоки излучени  от источников 1 и 2, попавшие на фотоприемник 12; 13 потоки излучени  от

источников 1 и 2, попавшие на фотоприемник 13;.I

I 2.

, Р - потоки излучений от источников 1 и 2 излучени  :

1

рассе ние среды в первом канале в направлении на фотоприемник 12, в силу симметричности схемы измерени  равное рассе нию среды во втором канале в направлении на фотоприемник 13;

пропускание среды в первом канале, в силу симметричности схемы измерени  равное пропусканию среды во втором канале; измер емый параметр (мутность среды);

осл

Использу  выражени  (2)-(5).дл  сигнала U, согласно схеме обработки сигналов (1), получают выражение

и s«(2iis,5 1 RL(2)

(6)

s,i(,p- ,;) тч/1)

Таким образом, результат измерени 

14 таким, чтобы интенсивности пр мо прошедшего на фотоприем и рассе нного излучений были равны Ф, «i 40 Рчг , i fs сравнивают чувствительности фотоприемников )

,), s,,(p,;) s,,(cp.t). /

Как следует из выражени  (6), результат измерени  при этом не зависит 45 от чувствительностей фотоприемников:

1

и - К

Т (|3)

(7)

К -;- - посто нна  прибора.

50

ОСА

Изобретение позвол ет исключить погрешность, обусловленную нелинейностью фотоприемников , и повысить точность измерений.

55 Форму л а изобретени 

Нефелометр, содержащий первый и второй источники излучени , соединённые со схемой юс управлени , располо5 13669226

женные по ходу излучени  оптическиетемами формировани  первого и второго

системы формировани  первого и второ-оптических каналов и точкой пересего оптических каналов, оси которыхчени  осей этих каналов, при этом в

пересекаютс  в одной точке, рабочуюточке пересечени  осей каналов устакамеру дл  исследуемой среды, первыйновлен оптический ослабитель, а между

и второй фотоприемники, расположенныерабочей камерой и фотоприемниками

в первом и втором оптических каналах,введены оптическа  система сбора на

соединенные с системой обработки сиг-второй фотоприемник излучени , рас- налов, соединенной со схемой управле-iо се нного исследуемой средой в первом

ни , отличающийс  тем,канале, и оптическа  система сбора

что, с целью повышени  точности изме-на первый фотоприемник излучени ,

рений, рабоча  камера установлена врассе нного исследуемой средой во

обоих каналах между оптическими сие-втором канале.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Нефелометр, содержащий первый и, ·

   второй источники излучения, соединенные со схемой их управления, располо5 13

   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' сис122 6 темами формирования первого и второго оптических каналов и точкой пересечения осей этих каналов, при этом в точке пересечения осей каналов установлен оптический ослабитель, а между рабочей камерой и фотоприемниками введены оптическая система сбора на второй фотоприемник излучения, рассеянного исследуемой средой в первом канале, и оптическая система сбора на первый фотоприемник излучения, рассеянного исследуемой средой во втором канале.