Устройство селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде

(19) ( 1 М 21 50 СРЫТИЙ И Оно позволя и повысить держащ уменьш точнос сточных Воде ь трудоемкост опредеЛения ешенными вклю озможность реагряэненности ениями обесп лизации опера воды в чивает Р,Б.Беджиева,тенсивностям этихго анализируемойтока судят о конрованной и суспесоответственно. нент рассеянн светового пом од нт иях эмульгинной дисперсий2 табл,иров ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ ПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Унифицированные методы анализавод./Под ред. Ю.Ю.Лурье. -М,: Химия,1971, гл.З.Беленький Р,Б Бланк А,Г, Новаяметодика оперативного технологического экспресс-контроля работы сооружений очистки нефтесодержащих сточныхвод.-В сб.: Труды института "Водгео".Вып.76, М., 1978, с.15-20,(54) УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУСПЕНДИРОВАННОЙИ ЭМУЛЬГИРОВАННОЙ ДИСПЕРСИЙ В ВОДЕ(57) Изобретение относится к способамконтроля процессов очистки нефтесотивного технологического контроляс использованием современных средствобработки информации, Анализируемуюводу облучают излучением, котороепредварительно линейно поляризуют.Из рассеянного водой света выделяютдва потока: один - в направлении,близком к перпендикулярному к осиоблучения, а другой - под углом 10 -20 , Из потока рассеянного света,близкого к перпендикулярному, селектируют компоненту, поляризованнуюв той же плоскости, что и облучающийсветовой поток, а из другого - компоненту, поляризованную в перпендикулярной плоскости. По измеренным ин 1377686,сточных вод нефтедобывающих и нЕфтеперерабатывающих производств и можетбыть использовано для оперативноготехнологического контроля и управления при эксплуатации сооружений поочистке нефтесодержащих сточных вод.Цель изобретения - повышение точности определения концентраций в диапазоне концентраций до 30 мг/л.На чертеже представлена схема устройства,Устройство содержит последовательноустановленные на одной оптической оси 15источник 1 излучения, поляризатор 2,светоделительную пластину 3 системынормировки, модулятор 4, оптическуюсистему формирования пучка, состоящуюиэ линз 5 и диафрагмы 6, фотометрическую кювету 7. С кюветой оптическисвязаны две фотоприемные системы.Первая из них расположена под угломо10 - 20 к оптической оси и содержитполяризатор 8, ось которого ортогональна оси поляризатора 2, и фотоприемник 9, соединенный с регистрирующейсистемой 10. Вторая фотоприемнаяОсистема расположена под углом 90 к .оптической оси и содержит поляризатор 3011, ось которого параллельна оси поляризатора 2, и фотоприемник 12,соединенный с регистрирующей системой 13, Система нормировки, помимосветоделительной пластины, содержитдатчик 14 уровня излучения и блок15 нормировки, соединенный с обеимирегистрирующими системами, с которыми соединена вычислительная система16, 40При работе устройства первая фотоприемная система регистрирует деполяризованное излучение, рассеянноеопод углом 10 - 20 к направлениюпадающего на исследуемую среду излучения, а вторая - излучение, рассеянное под углом 90 без нарушенияполяризации, Первое излучение характеризует наличие в среде твердых(суспендированных) примесей, а второе - количество эмульгированнойфазы. Повышение точности селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий достигается за счет того, что измеряемые интенсивности световых потоков линейно пропорциональны концентрационным характеристикам как одной,так и другой определяемых дисперсий.Это обстоятельство установлено экспериментально,Как известно, фотоприемник типаФЭУ (который нами практически использовался) должен работать в динамическом диапазоне двух порядков изменения интенсивности измеряемого света.Экспериментальные исследования свидетельствуют, что при расположениифотоприемника под углом 15 ФЭУ может оказаться в режиме насыщения све-.товой характеристики при достиженииконцентрации суспендированной дисперсии порядка 100 мг/л и более. Кроме того, при наличии в измеряемойсреде эмульгированной дисперсии регулируемый сигнал несколько выше, чтоеще более увеличивает насыщение фотоприемника. Это, в свою очередь, можетпривести к увеличению погрешностиизмерения.Таким образом, установка фотоприемника под углом от 10 - 20 , обеспечивая большую точность измерений прималых концентрациях диспергированнойсуспензии (вплоть до 30 мг/л), увеличивает ошибку измерения при больших концентрациях.Выбор углов светорассеяния, на которых измеряется интенсивность деполяризованной компоненты рассеянногоизлучения, обусловлен тем, что в диапазоне углов 10 - 20 достигает максимального значения отношение сигнал/шум.В табл.1 показаны значения указанных отношений для разных концентрацийдисперсий при углах светорассеяния,близких к оптимальным. В этих измерениях регистрируемым сигналом является суперпозиция интенсивностей деполяризованных компонент суспендированной и эмульгированной дисперсий, а шумом - интенсивность компоненты только эмульгированной дисперсии,Как видно из табл,1, на углах расОсеяния менее 10 интенсивность измеряемого сигнала имеет нелинейную зависимость от концентрации суспендированной дисперсии.В табл,2 приведены эксперименталь- ные результаты измерения содержания сусендированной и эмульгированной дисперсий в воде.5 10 15 20 30 67 54 88 101 5-650 - 52100 - 105 36 22 13 94 73 37 101 101 89 54 64 Приведенные данные наглядно свидетельствуют о, достижении положительного эффекта при использовании изобретения. Простота его практической,реализации обеспечивает перспективу широкого применения этого устройства для технологического контроля процесса очистки нефтесодержащих сточнь 1 х вод. При этом открывается также 10 реальная возможность использования современной вычислительной техники, например, микроЗВМ, с получением соответствующих управляющих воздействий на органы управления процессов в ре жиме автоматической оптимизации.Достижение другого показателя тех:нико-экономической эффективности - повьппения точности селективного определения искомых концентраций дисперсий О обеспечивается за счет того, что измеряемые интенсивности рассеянных световых потоков по всем указанным направлениям пропорциональны концентрационным характеристикам обоих дисперсий 25 для указанных концентраций. Формула изобретения Устройство селективного определе ния концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде, содержащее последовательно установленные на одной оптической оси источник излучения, первый поляризатор,оптическую систему формирования пучка, фотометрическую кювету с анализируемой средой, а также оптически связанную с кюветой фотоприемную систему, содержащую второй поляризатор с фотоприемником, соединенным с регистрирующей системой, причем осьчвторого поляризатора ортогональна оси первого поляризатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения в дйапазоне концентраций до 30 мг/л, оно дополнительно содержит систему нормировки, модулятор, вычислительную систему и вторую фотоприемную систему, соединенную с второй регистрирующей системой и расположенную под углом 90 к оптической оси, причем ось поляризатора второй фотоприемной системы параллельна оси первого поляризатора, первая фотоприемная система располоожена под углом 10 - 20 к оптической оси, модулятор установлен между первым поляризатором и оптической системой Формирования пучка, система нормировки содержит светоделительную пластину, установленную между первым поляризатором и модулятором и оптически связанную с датчиком уровня излучения, соединенным с блоком нормировки, который соединен с первой и второй регистрирующей системой, а каждая из регистрирующих систем соединена с вычислительной системой.1377686 Таблица 2 Истинная концентрация дисперсий, мг/л Смесь Показания измерительногоприбора при измеренных науглах рассеивания, мВ о5 депо 90 Эмуль- Суспенсия Сз зия С Суспензи мульсия ляризов. компонен изов.омпон,п 3,5 0 10 9 47 0,3 9 4 3 60 5 98 97,0 10 оставитель В,Калечицехред А,Кравчук Редактор М.Товтин орректо равцов аказ 862/37 ТиВНИИПИ Госудпо делам3035, Москва,одпис та СССР ытииб.,оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная 10050 о я 15 де- поляризов.ком аж 847рственного комизобретений и отЖ, Раушская Концентрация дисперсий, определенная по калибровочным графикам,мг/л