Нефелометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Свез СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 842512(51)М, Кл,з С 01 М 21/85 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 06. 81(72) Авторы изобретения В.В. Бердник и Ю.Н. Устимов Казанский научно-исследовательский технологическийи проектный институт химико-фотографической(71) Заявитель Изобретение относится к устройствам для фотометрических измерений, а конкретно для контроля замутненных технологических смесей.5Известны нефелометры, применяемые для контроля гетерогенных сред, представляющих собой взвесь частиц в жидкой или газообразной среде, содержащие источник излучения, рабочую камеру и устройство фоторегистрации. Их работа основана на сравнении интенсивностей прошедшего через исследуемую среду и рассеянного ею излучения 13 .Недостаток устройств состоит в уменьшении точности из-за неравномерного загрязнения окон рабочей камеры при неизбежном выпадении осадков из исследуемой жидкости.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нефелометр, содержащий источник излучения, установленные по ходу излучения оптические системы с рабочей камерой, формирующие возбуждающий,рассеянный и сравнительный световые потоки с пересекающимися между собой осями, систему сравнения прошедшего через рабочую камеру и рассеянного в ней световых потоков, компенсационную систему е приемником иэлуче ния для сравнения световых потоков 2.Недостатком этого нефелометра является наличие погрешностей измерений, вызванных неравномерным загрязнением окон рабочей камеры.Цель изобретения - повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник излучения, установленные по ходуизлучения оптические системы с рабочей камерой, формирующие возбуждающий, рассеянный и сравнительный световые потоки с пересекающимися внутри рабочей камеры осями, системы сравнения прошедшего через рабочую камеру и рассеянного в ней световых потоков, компенсационную систему с фотоприемником для сравнения световых потоков, укаэанные оптические системы рас. положены так, что оси возбуждающего, рассеянного и сравнительного потоков выполнены пересекающимися с осью фотоприемника компенсационной систе- . мы внутри рабочей камеры в общей точке, равноотстоящей от внутренних стенок рабочей камеры по ходу возбуждающего и сравнительного световых потоков, а фотоприемник компенсационнойсистемы расположен на пути световых потоков, рассеянных от возбуждающего и сравнительного потоков, причем его ось составляет внутри камеры одинаковые углы с осями возбуждающего исравнительного потоков.5На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Нефелометр содержит источник 1излучения, например лазер, оптические системы формирования возбуждающего, рассеянного и сравнительногосветовых потоков, состоящие иззеркального обтюратора 2, электродвигателя 3, зеркал 4 и 5, рабочей камеры б с окнами 7-10 и светоловушки11, систему сравнения прошедшего через рабочую камеру и рассеянного вней излучений, состоящую из фотоприемника 12, предусилителя 13, элемента 14 автоматической регулировки усиления (АРУ), основного усилителя 15,усилителя 16 АРУ, электронного коммутатора 17, интеграторов 18 и 19,блока 20 вычитания, регистрирующегоприбора 21, датчика 22 опорного сигнала и усилителя 23 датчика опорного 25сигнала, компенсационную системудля сравнения излучения, рассеянногов рабочей камере от возбуждающего исравнительного световых потоков,состоящую из приемника 24 излучения,блока 25 усиления, реверсивного двигателя 26 и оптического клина 27,Устройство работает следующим образом.Излучение от источника 1 излучения разделяется зеркальным обтюратором 2, приводимым во вращение электродвигателем 3, на два потока - возбуждающий и сравнительный, которыепоочередно направляются в один полупериод зеркалами 4 и 5 через оптический клин 27 и окна 7 и 9 рабочей камеры б на фотоприемник 12. Излучение, рассеянное возбуждающим потокомчерез окно 8, попадает на Фотоприемник 24, В следующий полупериод сравнительный поток излучения направляется через окно 10 рабочей камеры бв светоловушку 11, При этом излучение, рассеянное сравнительным потоком через окно 9, попадает на фотоприемник 12, а через окно 8 - нафотоприемник 24. Сигнал с последнегоподается на блок 25 усиления и далееуправляет вращением реверсивного двигателя 26, который перемещает оптический клин 27 до тех пор, пока наФотоприемнике 24 не устанавливаетсяравенство сигналов. Сигнал с фотоприемника 12 представляет собой последовательность импульсов, соответствующих прошедшему через рабочую камеру 60и рассеянному в ней излучению, которые усиливаются предусилителем 13 ичерез элемент 14 АРУ подаются на основной усилитель 15. Далее сигналыс помощью электронного коммутатора 17 б 5 синхронно разделяются по двум электрическим каналам, содержащим интЕграторы 18 и 19. Управление коммутатором осуществляется прямоугольнымилмпульсами, синхронными с вращениемзеркального обтюратора 2, датчиком 22опорного сигнала, работающим в режиме срыва генерации, и усилителем 23.С выхода интеграторов 18 и 19 постоянные напряжения, пропорциональныеамплитудам импульсов .указанных сигналов, подаются на блок 20 вычитанияи далее - на регистрирующий прибор21.уровень сигнала,в канале сравнения, пропорциональный рассеянномуизлучению, поддерживается постояннымс помощью элемента .14 АРУ и усилителя16 АРУ. Благодаря поддержанию амплитуды сигнала в канале сравнения постоянной, разность указанных сигналовстановится пропорциональной отношениюсигналов.Оптический клин 27 изменяет интенсивность возбуждающего потока, проходящего через рабочую камеру 6 излучения,так,что переменная составляющаясигнала с фотоприемника 24 равна нулю.При этом выполняется равенство сигналов с фотоприемника 24, обусловленныхпотоками, рассеянных от возбуждающихи сравнительных пучков в направленииокна 8 в первый и второй полупериоды,а показания блока 20 вычитания пропорциональны отношению интенсивностейрассеянного в рабочей камере и прошедшего через нее излучений, попавшихна фотоприемник 12,В предлагаемом устройстве, внутрирабочей камеры обеспечивается равенство оптических путей возбуждающего исравнительного световых потоков, атакже потоков, рассеянных этими потоками и регистрируемыми фотоприемником компенсационной системы. Поэтомуразница сигналов с фотоприемника 12не зависит от неравномерности и неоди.наковости загрязнения окон 7-10 рабочей камеры.Использование предлагаемого устройства позволяет исключить ошибки, обусловленные загрязнением окон измерительной камеры и оптических элементов системы формирования возбуждающего, рассеянного и сравнительного потоков, что повышает точность измерений.Формула изобретенияНефелометр, содержащий источник излучения, установленные по ходу излучения оптические системы с рабочей камерой, формирующие возбуждающий, рассеянный и сравнительный световые потоки с пересекающимися внутри рабочей камеры осями,систему сравнения прошедшего через рабочую камеру и842512 Со Те авительед Т.Ма в ктор Т. Мермелштайн Корректор М. Пожо Тираж 907 осударственно лам изобретен ква, Х, Ра каз 5056 45 ПодписноСССРий о комитей и откр шская на ВНИИПИ Г по де 3035, Мосилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,.4 рассеянного в ней световых потоков,компенсационную систему с фотоприемником для сравнения световых потоков, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерений, указанные оптические системырасположены так, что оси возбуждающего, рассеянного и сравиительногопотоков пересекаются с осью фотоприемника компенсационной системывнутри рабочей камеры в общей точке,равноотстоящей от внутренних стенокрабочей камеры по ходу возбуждающего и сравнительного световых потоков,а фотоприемник компенсационной системы расположен на пути световых потоков, рассеянных от возбуждающегои сравнительного потоков, причемего ось составляет внутри камерыодинаковые углы с осями возбуждающего и сравнительного потоков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Значенок М,П. и Предко К.Г.Устройства для определения характеристик рассеяния и поглощения, Ротапринт института физики АН Белорусской ССР, 1972, с. 11,2. Авторское свидетельство СССР9 416596, кл. С 01 й 21/24, 1974