Фотометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(2) 2816372/18-2 010 15 06 осударствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий3) Приоритет убликовано 15,09.81. Бюллетень М 34 та опубликования описания 15.098. 53) УДК 535,242ОИЕТР Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам количественного определения концентрации твердого вещества в жидкости.Известен двухканальный концентратометр,содержащий камеру, в которой расположены кристаллический брусок и трубка, содержащая исследуемую жидкость, На пути светового пучка, направленного на кристаллический брусок последовательно устанавливаются оптические фильтры различной плотности, имитирующие определенные значения концентрации. Искомую концентрацию определяют путем визуальной оценки, уравнивая свет, рассеянный кристаллическим бруском и пробиркой. Устрой" ство, устраняет зависимость результатов от изменения интенсивности источника излучения и изменения параметров оптических деталей 11 .Недостатки известного фотометра обусловлены температурными нестабильностями, точностью уетановки и подбора плотности фильтров, субъек" тивностью и неточностью визуального сравнения пятен двух полей.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотометр, содержащий источник света,2установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку,приемник излучения, регистрирующееустройство 12 .к недостаткам данного устройстваотносятся погрешность измерений,сложность конструкции, нестабильностьпараметров фотоприемников, их разброс, неидентичность температурныхи временных характеристик как фото-приемников, так и их каналов усиленияЦель изобретения - повьвиение точности измерений за счет обработки 15 сигналов. в одном канале.Поставленная цель достигаетсятем, что в фотометр, содержащий источник света, установленные по ходуизлучения оптическую систему форми рования светового потока, измерите"льную ячейку, приемник излучения ирегистрирующее устройство, введенсоленоид, включенный последовательнов цепь питания источника света, а вкачестве приемника излучения применен, помещенный в магнитное полесоленоида, гантелеобразный семиэлектродный гальваномагнитный датчик,токовые электроды которого включены 30 непараллельно, а выходные электродыподключены на вход регистрирующего устройства.На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг2 расположение галь.ваномагнитного датчика внутри соленоида; на Фиг.3 схема включения гантелеобразного се миэлектродного гальваномагнитного датчика в измерительном устройстве,.Фотометр содержит источник света 1 оптическую систему Формирования светового потока 2, измерительную ячей О ку 3, гантелеобразный семиэлектродный гальнаномагнитный датчик 4, устройство сравнения сигналов 5, регистрирующее устройство б, соленоид 7, Работа устройства осуществляется следующим образом.Сколлимиронанный оптической системой формирования светового потока 2 свет от источника света 1, в цепь питания которого последовательно включен соленоид 7, падает на изме- рительную ячейку 3 с контролируемой суспензией. Соленоид 7 выполняет двойную функцию. Во-первых, при изменении напряжения питания источника света он, как и любая другая индуктивность сглаживает эти колебания. Во-вторых, во всех точках внутри соленоида (при условии, что его длина значительно больше диаметра) возникает магнитное поле, напряженность ко- ЗО торого Н, определяется по Формуле где 1- ток соленоида и источника 33света,Х - полное число витков соленоида,6 - его длина .,После прохождения измерительной ячейки 3 свет падает на одну их поло О вин помещенного в магнитное поле соле ноида 7 гантелеобраэного датчика 4, другая половина которого постоянно находится затемненной, Причем токи в обеих половинах датчика 4 протекают навстречу друг другу.Взаимодействие скрещенных электри" ческого и магнитного полейринодит к возникновению на измерительных электродах датчика 4 электродвижущих сил, которые поступают на устройство сравнения сигналов 5, а затем на регистрирующее и показывающее устройстно б, выходйой сигнал которого служит количественной характеристикой концентрации взвешенных 55 веществ н жидкости.Токовые электроды 8 и 9, 10 и 11 датчика 4 соединены параллельно и подсоединены к источнику питания таким образом, что токи в левой полови- Щ не и правой протекают навстречу друг другу. При взаимодействии магнитного поля соленоида 7, внутри которого помещен гальваномагнитный датчик 4,жду измерительными электродами 1213, 13-14 и 12-15 последнего возникают электродвижущие силы (ЭДС).Так между электродами 12-13 и 13-14 возникает ЭДС Холла Е и Е величины которых соответственно равныЕх= Ц 1 р Н, (2),Н(3)Здесь Ко Йс 8- коэффициенты Холла затемненной и освещенной части датчика и 1 р 1 се= 1 р+ д 1 - ток затем)ненной и освещенной гантелей датчика 4 соответственно. Знаки ЭДС указаны на фиг, 3. Из фиг, 3 видно что суммарная ЭДС Холла, возникающая между .электродами 12 и 14 ранна разности Е и Ех Х Е (йб "О) (сВ р)=(сВ "о) Н(о-"р)=ЯсГ"о) Н дЗИз формулы 4 видно, что измеренная таким образом ЭДС Холла Е практически не зависит от колебаний температуры окружающей среды, поскольку последняя одинаковым образом влияет на Ко и К , а также 1 О и 1 с 8, а их разность слабо зависит от температуры.Между электродами 12-15, в свою очередь, возникает ЭДС эффекта магнитосопротивления Ем,Ем к 1 О (5) где 1 - постоянная, Электродвижущие силы, снимаемые с контактов 14 и 15 (контакт 12 заземлен) поступают на устройство сравнения сигналов, где формируется отношениеЕВСЮ-Во) Н Ы ) А 1Ем )С 1 рН Нздесь М - коэффициент пропорциональности.Выражение (б) несет н себе информации о концентрации взвесей в жидкости и не зависит не только от изменений температуры окружающей среды, но и от колебаний интенсивности ис- точника света 1, а также от неста" бильности и разброса параметров приемника, поскольку обработка информации производится на одном и том же элементе 4.Применение вместо двух фотоприемников одного, помещенного в поле соленоида, гальваномагнитного датчика, выполняющего функции этих приемникон, приводит к повышению очности измерения концентрации взвесей в жидкости, эа счет устранения влияния на результаты анализа температурных нестабильностей, колебаний интенсивности источника света, разброса и неидентичности каналов обработки информации..г аз 7763/б 1 Тираж 910 Подписи ИПИ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фотометр, содержащий источник свега, установленные по ходу излучения оптическую систему формирования све" тового потока, измерительную ячейку приемник излучения и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений, в него введен соленоид, включенный последовательно в цепь питания источника света, а в качестве приемника излучения применен, поме" ценный в магнитное поле соленоида,гантелеобразный семизлектродный гальваномагнитныйдатчик, токовые электроды которого включены непараллельно,а выходные электроды подключены навход регистрирующего устройства.. Источники ийформации, . принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Франции М 2045580,кл. 6 01 0 15/00, 1969. 2. Патент ФРГ М 2033575,кл. О 01 д 1/42, 1975 (прототип),1