Устройство для измерения концентрации взвешенных частиц в воде

3 1Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к области фотометрии.Известен анализатор содержания нефти в сточных водах, содержащий источник излучения и расположенные по ходу излучения оптическую систему, фотоприемник с регистрирующим прибором Г 13.Однако данный анализатор не позволяет контролировать концентрацию механической примеси в сточных водах. Поэтому прн его применении для контроля качества сточных вод, эакачиваемых в нефтяные пласты, погрешность измерения концентрации взвешенных частиц в воде резко увеличивается.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения концентрации взвешенных частиц в воде,содержащее первый источник излучения и расположенные по ходу его излученияполяризатор, кювету, обтюратор с двумя поляризаторами, первый фотоприемник, второй ис" точник излучения и расположенные по ходу его излучения указанный обтюратар и второй Фотоприемник, третий источник излучения и расположенные по ходу его излучения указанный обтюратор и третий фотоприемник, выход первого фотоприемника через первый усилитель соединен с входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с. входами первого и второго аналоговьи ключей, а управляющий вход - с. выходом первого амплитудного детектора, выход второго Фотоприемника через второй усилитель соединен с управляющим входом первого аналогового ключа, выход которого соединен с входом. второго амплитудного детектора, выход третьего Фотоприемника. через третий усилитель соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, выход которого соединен с входом первого амплитудного детектора, а также нелинейный усилитель, выход которого является выходом устройства 1.2 3.Устройства измаряет концентрацию взвешенных частиц в воде путем иза20 25 30 35 40 45 50 55 тические сигналы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации, поступающие на первый фото- приемник,Однако известное устройство имеет дополнительную погрешность, связанную с природой взвешенных частиц. Это связано с различием в коэффициентах рассеяния глобул нефти н механической примеси (глины,песка и т.п.), причем у тех веществ, у которых этот коэффициент меньше (т.е. меньше сигналы а и б), меньшеаи отношение сигналов - (до 20-ЗОБ) .б Целью изобретения является повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения концентрации взвешенных частиц в воде, содержащее первый источник излучения и расположенные по ходу его излучения поляризатор, кювету, обтюратор с двумя поляризаторами, первый фотоприемник, второй источник излучения и расположенные по ходу его излучения укаэанный обтюратор и второй фотоприемник,третий. источник излучения и расположенные по ходу его излучения указанньй обтюратор и третий фотолриемник, выход первого Фотоприемника. через. первый усилитель соединен с входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, вьиод которого Соединен со входами первого и второго аналого-. вых ключей, а управляющий вход - с выходом .первого амплитудного детектора, выход второго фотоприемника через второй усилитель соединен с .управляющим входом первого аналогового ключа, выход которого соединен с входом второго амплитудного детектора, выход третьего фотоприемника через третий усилитель соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, выход которого соединен с входом первого амплитудного детектора, а также нелинейный усилйтель, выход которого является выхойом устройства, введены иивертор, третий амплитудньй детектор и сумматор, причем выход первого усилителя,.соединен через иивертор и третий амплитудный детектор с первым входом сумматора, второй вход которого соединей с выходом второго амплитудногоз 1 154детектора, а выход - входом нелинейного усилителя,На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит источники 1-3излучения кюветы 4, поляризаторы5-7, обтюратор 8, фотоприемники 9-11,усилители 12-14, усилитель 15 спеременным коэффи асиентом усиления,инвеотор 16, аналоговые ключи 17 и.1018,амплитудные детекторы 19-21, сумматор 22,нелинейный усилитель 23.Выход первого фотоприемника 9через первый усилитель 12 соединенчерез инвертор 16 и третий амплитудный детектор 19 с первым входомсумматора 22, второй вход которогосоединен с выходом второго амплитудного детектора 20, а также соединенс входом усилителя 15 с переменным 2 Окоэффициентом усиления, выход которого соединен со входами первого 1 7и второго 18 аналоговых ключей, ауправляющий вход соединен с выходомпервого амплитудного детектора 21.Выход второго Фотоприемника 10 через второй усилитель 13 соединенс управляющим входом первого аналогового ключа 17, выход которогосоединен с входом второго амплитудного детектора 20. Выход третьегоФотоприемника 11 через третий усилитель 14 соединен с управляющим входом второго аналогового ключа 18,выход которого соединен с Входом я 5первого амплитудного детектора 21.Выход сумматора 22 соединен с входом нелинейного усилителя 23Устройство работает. следующимобразом. 40Излучение от источника 1 поляризуется поляризатором 5 и поступаетв кювету 4. Ва Фотоприемник 9поступает рассеянное и частично деполяризованное излучение от кюветы 4. С помощью обтюратора 8 междукюветой 4 и фотоприемником 9 поочередно вводятся поляризаторы 6 и 7,пропускающие излучение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях 50(плоскости поляризации параллельныи перпендикулярны плоскости поляризации поляризатора 5). Фотонриемник 9 преобразует световое излучение в последовательность электри- Мческих импульсов с амплитудой А1 (нри введении поляризатора 6) и В(при введении поляризатора 7),Эти 547 4импульсы усиливаются усилителем 12 с коэффициентом усиления К, и стано вятся равными А К и В К. Затем они усиливаются усилителем 15 с переменнымкоэффициентом усиления и поступают на входы аналоговых ключей 17 и 18. Излучение от источника 2 через обтюра 1 ор 8 поступает на фотоприемник 10, а от источника 3 - на Фотоприемннк 11. Причем отверстия на обтюраторе выполнены таким образом, что на Фотоприемник 10 излучение поступает в тот момент времени, когда между кюветой 4 и фотоприемником 9 введен поляризатор 6, а на Фотоприемник 11 - когда между кюветой 4 и фотоприемником 9 введен поляризатор 7. В момент времени, когда на Фотоприемник 10 (11) поступает излучение, на выходе усилителя 13 (14) Формируется высокий потенциал, который открывает аналоговый ключ 17 (18). При этом на выход аналогового ключа 17 проходят импульсы с амплитудой А К ф К, где К - коэфФициент усиления усилителя 15, а на выход аналогового ключа 18 - с амплитудой В КК . Эти импульсы детектируются соответственно амплитудными детекторами 20 и 21.Цепь-усилитель 15 с переменным коэффициентом усиления аналоговый)ключ 18 и амплитудный детект.ор 21 работает по схеме АРУ.Регулировка усиления происходит по сигналу ЗК , так как в этот момент времени отпирается анапоговый ключ 18. Нри этом амппитуда сигнала на выходе усилителя 15 становится равной потенциалу ш, определяемому параметрами схемы. Коэффициент усиления усилителя 15 становится равньы К2 ВКЗа счет заполнения сигнала на выходе амплитудного детектора 21 названный коэффициен, усилений сохраняется до следующего сигнала.Таким образом, на выходе усилителя 15 Формируются сигналы А К Ку щВКшфа, и В К К аг ", щю, ВК, ВВК,1 Соответственно ка выходе амплитудного детектора 20 Формируется сигАиал 1 йеНИИПИ Заказ 2703/35 Тираж 897 Поднисио филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектйая 3 1Кроме того, сигналы АК 1 и ВКинвертируются инвертором. 16 и детектируется амплитудным детектором 19.Так как сигнал 6 всегда больше .сигнала Я то на выходе амплитудного детектора 19 формируется сигнал - В К., На выходе сумматора формируА А ется сигнал Э ("В К )+-ш- ш. - В КВ ВАВеличина щ. - пропорциональнаВконцентрации взвешенных частиц в воде. Величина В К пропорциональна амплитуде сигнала Вт,е. зависит от природы взвешенных частиц. Таким образом, происходит компенсация 154547 6Аотношения сигналов - в зависимостив от природы взвешенных частиц.Величина коэффициента Еопределяется экспериментально из условия получения минимальной дополнитель-ной погрешности измерения от вида взвешенных частиц. 10Далее сигнал Э линеаризируетсянелинейным усилителем 23.Изобретение позволяет повыситьточность контролирования качества15сточных вод концентрацию взвешен. -Эных частиц в воде.