Абсорбциометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцнвлнстнческнх Республнк(22) Заявлено 30. 06. 81 (21) 3310080/18-25с присоединением заявки 89 " Я 4) М. Кп.з С 01 Л 1/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Н А.Кобляков и В,И,Киселев Всесоюзный заочный институт текстильной и лфкойпролышленности и Всесоюзный научно-исследова;гельский,.институт синтетических волокон(54) АВСОРВЦИОМЕТР Изобретение относится к фотометрическим приборам для количественного анализа веществ по оптической плотности: жидкой среды и может быть. использовано в текстильной, химичес,кой и пищевой промышленности,По основному авт.св, 9 934241.известен абсорбциометр, содержащий источник модулированного излучения, кювету с механизмом циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости, соединенным через блок синхронизации с устройством управления, фотопреобразователь, выход которого через первый синхронный компаратор соединен с запускающим . входом счетчика, а через второй синхронный компаратор - с останавливающим входом счетчика, счетный вход которого подключен к задающему генератору, а выход - к вычислительному устройству, соединенному с устройством.управления, которое соединено также со счетчиком, синхронизирующие входы синхронных компараторов через последовательно соединенные блок формирования тактовых импульсов и блок задержки соединены с источником модулированного излучения, и выход втр. рого синхронного компаратора подключен к устройству управления 1,Недостатком известного устройстваявляется сложность конструкции кюветы с подвижной стенкой (и неизбежнымпри этом подвижныл уплотнением) механизма изменения толщины слоя, со;держащего синхронный электродвигатель 10 с механической передачей. При этомвозможно только линейное (в смыслеобеспечения точности перемещения)изменение толщины слоя жидкости.Недостатком подвижного уплотненияявляется сложность удовлетворениятребованиям надежности (отсутствиятечи, особенно под давлением - в потоке жидкости) и быстродействия (быстрого изменения толщины слоя жидкостиУ.цель изобретения - повьхаение надежности и быстродействия.Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем источ"ник модулированного излучения, кюве ту с"механизмом циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости, соединенным через блок синхронизации с устройством управления,фотопреобразователь, выход которого 30 через нервый синхронный компаратор1004774 60 соединен с запускающим входом счетчика импульсов, а через второй синхронный компаратор - с устройствомуправления и останавливающим входомсчетчика, счетный вход которого подключен к задающему генератору, а выход - к вычислительному устройству,соединенному с устройством управления, которое соединено также со счетчиком, синхронизирующие входы синхронных компараторов через последователь Оно соединенные блок формирования тактовых импульсов и блок задержки соединены с источником модулированногоизлучения, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости выполнен в виде Функционального генератора, электропневматическогопреобразователя и манометрическогоупругого элемента, на одном концекоторого установлен источник излу Очения, а другой его конец закрепленв стенке кюветы и через электропневматкческий преобразователь соединенс Функциональным генератором, который соединен с блоком синхронизации,соединен с устройством управления,которое дополнительно соединено свыходом первого синхронного компаратора.На чертеже приведена блок-схема30устройства.Устройство содержит последовательно соединенные источник питания 1 иисточник модулированного излучения 2,кювету 3, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жид- З 5кости 4, соединенный с блоком синхронизации ", последовательно соединенные фотоприемник 6 и усилитель 7, образующие Фотопреобразователь, блокФормирования тактовых импульсов 8,сое.40диненный с синхронизируюшими .входамисинхронных компараторов 9 и 10, счетчик 11, к которому подключен задающий генератор 12, вЫчислительное устройство 13, устройство управления 14 45и блок задержки 15.Блок Формирования тактовых импульсов 8 через блок задержки 15 соединенс источником модулированного излучения 2. Быход первого синхронного компаратора 9 соединен с запускающим вховходом счетчика 11,.с останавлквающим входом которого соединен выходвторого синхронного компаратора 10,который также соединен с устройством управления 14, соединенным сблоком синхронизации 5, Один выходсчетчика 11 соединен с устройствомуправления 14 и с вычислительнымустройством 13, с которым также соединен.другой выход счетчика 11,механизм циклического изменениятолщины слоя анализируемой жидкости4 выполнен в виде функциональногогенератора 16, электропневматического преобразователя 17 и маномет рического упругого элемента 18, наодном конце которого установленисточник модулированного излучения2, а другой его конец закреплен встенке кюветы 3 и через электропневматический преобразователь 17 соединен с Функциональным генератором 16,который через блок синхронизации 5соединен с Устройством управления 14,которое дополнительно соедкнено свыходом первого синхронного компаратора 9.Устройство работает следующим образом.Параллельный пучок модулированного монохроматического излученияпроходит от источника модулированного излучения 2 через слой жидкости1(С) на фотоприемник 6, откуда послеусиления усилителем 7 поступает навход синхронных компараторов 9 и 10,.имеющих порог срабатывания, соответ 1 ственно О, и Ц, , Для рабатываниякомпараторов при значениях сигналас усилителя 8 Ц(С)=П и Ц(1)=фнеобходимо наличие в этот моментна кх синхронизирующих входах тактового импульса (строба) Ц(1-Х),которыйподается от блока формированкя тактовых импульсов 8, сдвинутым по Фазе на времяотносительнопереднего фронта импульса сигналац(1), При этом искажения формы импульса сигнала 0(й) не влияют насрабатывание синхронных компараторов, так как длительность стробирующего тактового импульса может бытьдостаточно малой по отношению к длительности импульса сигнала, и операция сравнения осуществляется всегдадля одной к.той же фазы сигнала(в случае прямоугольного импульсадля одной и той же точки "крыши" импульса),Автономно работающкй функциональный генератор 16 вырабатывает напряжение БГ(1), поступающее на входэлектропневматического преобразователя 17, представляющего собой пропорциональный регулятор, вырабатывающий пневматический сигнал Р(1), соответствующий Цг(Т), который далеепоступает на вход манометрическогоупругого элемента 18, В свою очередь последний перемещается на величину х(1), пропорциональную Р(с)в пределах упругих деформаций такжес высокой точностью ф 0,5. Такимобразом, электрический сигнал функционального генератора 16 последовательно преобразуется в эквивалентныйпневматический и далее - в перемещение конца упругого элемента 18 с источником модулированного излучения2 от одного крайнего положения додругого. При этом толщина просвечиваемого слоя среды циклически меняется (например, по линейному за1004774 Кромеханизмащины слоуплотненудовлетвдействию(1 тчтостиьновани время полуцикла изтолщин слоя 3=1-14 ремени между момен- элементов 9 и 10. или учитывая мерения разпропорционал тами срабаты рмула изобретения С = Х 4 в Абсоро т л и итанремя;мпульратораль сов, сочиком 11 зз аполняющихего ге бщей конствыражение дл еализуемое о устройст 60 кону 1, вследствие чего происходитамплитудная модуляция потока излучения, падающего на фотоприемник б,глубина которой зависит от концентрации вещества,Излучение от источника модулированного излучения 2 до фотоприемникаб проходит в анализируемой средеразный путь в зависимости от толщиныпросвечиваемого слоя среды, При этомизменяется освещенность фотоприемника б и соответственно. амплитудаэлектрических импульсов, поступающих на входы синхронных компараторов 9 и 10. В моменты времени й, исрабатывания синхронных компараторовкратность ослабления и потока излучения, прошедшего кювету при однойи той же концентрации С вещества(с учетом закона Ламберта-Вера),определяется следующим образом ЦУа = ехр ЕЕЛ С 1 + А(РУб/0 = ехр ЕС1 + А(С) (2),где 0 - напряжение на выходе фотопреобразователя при отсутствии поглощения (концентраия вещества равна нулю);Е( - коэффициент экстинкции красителя;1 ,.1 -соответствующие толщиныпросвечиваемого слоя,А(й) - показатель загрязненияокон кюветы.Считая, что эа время полуцикла измерения (толщина слоя изменяется в одном из направлений - либо увеличивается, либо уменьшается) величины Оо н А(Ц изменяются крайне незначительно, получаем выражение для концентрации вещества, средней за время измерения где И,- число импуных счет- частотаисо В От 3 адающ12,и объединив постоянныетой, получим расчетноеконцентрации вещества,с помощью вычислительнова 13,затель загрязненности смонтироных окон кюветы А(т,) не вошел в расчетное выражение и, следовательно,на результаты измерения не влияет загрязнение и отпотевание оптическихповерхностей кюветы,В момент срабатывания второго син 5 хронного компаратора 10 сигнал с еговыхода поступает в устройство управления 14, осуществляющее блокировкусчетчика импульсов 11 по счетномувходу на все последующее время цикла10 (холостой ход), Далее с задержкойна время переходных процессов в счетчике производится переключение функционального генератора 16, что приводит к соответствующему изменениюдавления воздуха на выходе электропневматического преобразователя 17,и в свою очередь к изменению деформации манометрического упругого элемента 18 и изменению толщины слоя 1(С)анализируемой жидкости в зазоре междуф окном кюветы 3 и источиком модулированного излучения 2. Одновременно покоманде устройства управления 14 осуществляется считывание информациисо счетчика 11 и ее ввод в вычислительное устройство 13 с последующейиндикацией, Затем в момент окончания холостого хода (полуцикла) происходит переключение функциональногогенератора 16, что приводит к ревер 30 су источника модулированного излучения 2, а через блок синхронизацииподается сигнала в устройство управле"ния 14 на сброс показаний счетчика,11 и снятие блокировки его входов.З 5 После этого цикл измерения повторяется., данное изобретение позволяет сократить цикл измерения за счет ограниччения его интервалом между срабати 40 ваниями синхронных компараторов. того, новое исполнение ме- иклического изменения толи отсутствие, подвижного я позволяет одновременно рить требованиям по быстро и надежности. бциометр по авт.св. Р 934241, ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, механизм циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости выполнен в виде функционального генератора, электропневматического преобразователя и манометрического упругого элемента., на одном конце которого установлен источник излучения, а другой его конец закреплен в стенке кюветы и через электропневматический преобразователь соединен с функциональным генератором, который соединен с блоком синхронизации, причем устройство управления дополнитель1004774 Составитель С. Чурбаковедактор Н, Швыдкая Техред М,Тепер Коррект Решет а лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна но соединено с выходом первого синхронного компаратора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 853/50 ВНИИПИ Росу по делам 113035, МоскТираж 871дарственногоизобретений и а, Ж"35, Рауш 1, Авторское свидетельство СССР У 934241 по заявке У 2976475, кл. 0 01 3 1/44, 1980 прото- тип Подписноемитета СССРткрытийая наб д, 4/5