Нефелометр

(54) Н (57) И фотоме быть и мьпплен ЛОМЕТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ:(71) Казанскский технолотитут химиколенности(56) Заявкакл, С 01 И 2 обретение относится к областрических измерений и можетпользовано в химической проости для контроля мутной сре Изобретение позволяет увеличить точность нефелометрического контроля дисперсных сред за счет исключения погрешностей., обусловленных нелинейностью фотоприемников при сохранении высокой частоты коммутации каналов. Для этого рабочая камера (РК) 5 установлена до пересечения оптических каналов, формируемых линзами 3 и 4, а в месте пересечения оптических каналов установлен оптический ослабитель 14. Источники излучения 1 и 2 попеременно включаются схемой управления 15, В первый полупериод измерения излучение от источника 1, прошедшее через РК, ослаб-ляется ослабителем 14 и попадает на с фотоприемник 13, одновременно излучение, рассеянное в РК, попадает на фотоприемник 12. Во второй полупериод излучение от источника 2, прошедшее С1366922 через РК и ослабленное ослабителем14, попадает на фотоприемник 12, одновременно излучение, рассеянное вРК, попадает на фотоприемник 13 СигИзобретение относится к технике фотометрических измерений и может быть использовано в химической промышленности для контроля мутной среды, например для контроля загрязнений горюче-смазочных материалов в условиях повышенной взрывоопасности, а также в химико-фотографической промьппленности для контроля процесса осаждения твердой фазы.Цель изобретения - повьппение точности измерений. На чертеже приведена функциональная схема нефелометра,Нефелометр содержит управляемыеисточники 1 и 2 излучения, в качествекоторых могут быть использованы светодиоды, расположенные по ходу излучения от источников излучения линзы3 и 4, формирующие первый и второйоптические каналы, оси которых пересекаются в одной точке, рабочую камеру 5 со светопропускающими. окнами6-9, установленные против выходныхокон 8 и 9 линзы 10 и 11 для сборарассеянного в камере излучения на фотоприемники 12 и 13 с усилителями,установленные во втором и в первомоптических каналах, оптический ослабитель 14, установленный в месте пересечения первого и второго оптичес. ких каналов, систему обработки сигналов с Фотоприемников, включающую устройство 15 управления, блок 16 разделения сигналов и вычислительное устройство 17, причем управляемые источники света подключены к первому выходу устройства 15 управления, второйвыход которого соединен с блоком 16разделения сигналов, сигнальные входыкоторого подключены к выходам фотоприемников 12 и 13 с усилителями, авыходы блока разделения сигналов подсоединены к входам вычислительного налы с фотоприемников разделяются схемой разделения сигналов 16 и обрабатываются в вычислительном устройстве 17. 1 ил. 2устройства, выход которого являетсявыходом нефелометра.В качестве оптического ослабителя14 может быть использован оптический5 клин или диафрагма, или система издвух скрещенных поляризаторов, илилюбая другая оптическая система, позволяющая ослаблять лучистый поток,Нефелометр работает следующим1 О образом.Источники 1 и 2 излучения попеременно включаются схемой 15 управления. В первый полупериод измерениялучистый поток от источника 1 излуче-,.ния, формируемый линзой 3, проходитчерез окно 6 рабочей камеры, рабочуюкамеру 5 с исследуемой средой, окно,8, оптический ослабитель 14 и попадает на фотоприемник 13. Сигнал, про 20 порциональный световому потоку, поступает на первый сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов,Одновременно рассеянный средойсветовой поток через окно 8 рабочей25 камеры Фокусируется линзой 10 на фотоприемник 12, сигнал с которого поступает на второй сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов.Под действием управляющего сигналаЗ 0 со схемы 15 управления на первом итретьем выходах схемы разделения сигналов формируются напряжения, равныеподанным на вход сигналам. Данныенапряжения сохраняются на выходах схе 35 мы разделения сигналов на второй полупериод измерения,Во время второго полупериода измерения источник 1 схемой 15 управлениявыключается, а источник 2 включается,40 Лучистый поток от источника 2 излучения, Формируемый линзой 4, проходитчерез окно 7 рабочей камеры, рабочую. камеру 5 с исследуемой средой, окно9, оптический ослабитель 14 и попадает на фотоприемник 12, Сигнал, пропор;з 1366922 циональный световому потоку, поступает на второй вход схемы 16 разделения сигйалов,Одновременно рассеянный средой све товой поток через окно 9 рабочей камеры фокусируется линзой на фотоприемник 13, сигнал с которого поступает на первый сигнальный вход схемы 16 разделения сигналов, 10Под действием управляемого сигнала со схемы 15 управления на втором и четвертом выходах схемы разделения сигналов формируются напряжения, равные поданным на сигнальные входы бло ка разделения сигналам. Данные напряжения на втором и четвертом выходах сохраняются на время следующего цикла измерения.Таким образом, на выходе блока раз деления сигналов присутствуют следующие сигналы; , и Ц - сигналы с фотоприемников 12 и 13 при включенном источнике 1 излучения и 02 и У сигналы с фотоприемников 12 и 13 при включенном источнике 2 излучения, Эти сигналы подаются на вход вычислительного устройства 17, осуществляющего следующий алгоритм обработки сигналов: К(р) Т(Р) ТТ Т- пропускания окон 6,7, 8 и 9;Т- нропускание .ослабителя 14,Используя выражения (2)-(5).для25 сигнала О, согласно схеме обработкисигналов (1), получают выражениеЯ,) 8 Щ 1 К8 (Ю) Я ( )Т Т (Р)ЗО Таким образом, результат измерения. не зависит от интенсивностей источников излучения и от загрязнения оконрабочей камеры. В силу нелинейностифотоприемников результат зависит отЗ 5 чувствительности фотоприемников. Однако подобрав пропускание ослабителя14 таким, чтобы интенсивности прямопрошедшего на фотоприем и рассеяннои 2го излучений были равны ф = 2240 = Рг, Р = Ф, сравнивают чувствительности фотоприемников 82( )Как следует из выражения (6), результат измерения при этом не зависит45 от чувствительностей фотоприемников; К (Р)Б=К- --- (7)Тг (8)1где К = в , -- постоянная прибора.ТослИзобретение позволяет исключитьо погрешность, обусловленную нелинейностью фотоприемников, и повысить точность измеренцй. В 5 Формула изобретения Нефелометр, содержащий первый и второй источники излучения, соединенные со схемой их управления, распологде Б - результат измерения.Используя законы ослабления светасредой, для сигналов Б, Уг, 0 э,гО можно записать следующие выражения;Пг = 82(ф г )Т Тв К(Ъ) ) (2)и-У ЗР) Т, Т, К(р) (5) где Бг, Я (ф) - чувствительностифотоприемников 12и 13. для потока излучений фгфР, - потоки излучения отисточников 1 и 2,попавшие на фотоприемник 12;а л 2- потоки излучения отисточников 1 и 2, попавшие на фотоприемник 131с гч,Р - потоки излучений от источников 1 и 2 излучения;- рассеяние среды в первом канале в направлении на фотоприемник12, в силу симметричности схемы измеренияравное рассеянию средыво втором канале в направлении на фотоприемник 13;- пропускание среды впервом канале, в силусимметричности схемыизмерения равное пропусканию среды во втором канале;- измеряемый параметр1366922 Составитель Н.СтуковаТехред М.Дрык Корректор Л.Пилипенко Редактор А.Лежнина Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4 женные по ходу излучения оптическиесистемы формирования первого и второго оптических каналов, оси которыхпересекаются в одной точке, рабочуюкамеру для исследуемой среды, первыйи второй фотоприемники, расположенныев первом и втором оптических каналах,соединенные с системой обработки сигналов, соединенной со схемой управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерений, рабочая камера установлена вобоих каналах между оптическими системами формирования первого и второгооптических каналов и точкой пересечения осей этих каналов, при этом в 5точке пересечения осей каналов установлен оптический ослабитель, а междурабочей камерой и фотоприемникамивведены оптическая система сбора навторой фотоприемник излучения, рас сеянного исследуемой средой в первомканале, и оптическая система сборана первый фотоприемник излучения,рассеянного исследуемой средой вовтором канале.