Устройство селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде

(51) ОСУД ПО ДЕ 8402/291 85(21) 4 (22) 2 (46) 2 (71) Б учно-и 9,19.02.88. Бюлакинский филсследователь л Всесоюзного наго институт зации, гидротехи инженерной гидБ.Бе- .иева,иза о ний Да Т 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ доснабжения, каналинических сооруженийрогеологии "Водгео"(56) Унифицированные методы аналвод./Под ред. 10.10.Лурье,-М.; Х1971, гл.3.Беленький Р.Б. и Бланк А,Г,методика оперативного техническэкспресс-контроля работы сооружчистки нефтесодержащих сточныхсб.: Труды института "Водгев"Вып.76, М., 1978, с,15-20,(54) УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕДЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУСПЕНДИРОВАННОЙ И ЭМУЛБГИРОВАННОЙ ДИСПЕРСИЙ В ВОДЕ (57) Изобретение относится к,области контроля процессов очистки нефтесодержащих сточных вод, Цель изобретения - уменьшить трудоемкость и повысить точность определения загрязненности воды взвешенными включениями. Анализируемую воду облучают излучением, которое предварительно линейно поляризуют, Из рассеянного света выделяют два потока: один - в направлении 90 к оси облучения, а другой - под углом 160 - 170 , Из первого потока селектируют компоненту, поляри- .а зованную в той же плоскости, что и9 падающий световой поток, а иэ второго - компоненту, поляризованную в пер. пендикулярной плоскости. Расчеты уг-С лов оптимизированы для концентраций примесей 30 - 100 мг/л. 1 ил., 2 табл.При работе устройства первая фотоприемная система регистрирует деполяризованное излучение, рассеянное подоуглом 160 - 170 к направлению падаю щего на исследуемую среду излучения, а вторая - излучение, рассеянное под углом 90 без нарушения поляризации. При этом первая величина характеризует наличие в среде твердых (суспен дированных) примесей, а вторая - ко. личество эмульгированной жидкой фазы.Повышение точности селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной фаз достига ется за счет того, что измеряемые интенсивности световых потоков линейно пропорциональны концентрационным характеристикам как одной, так и другой В этих измерениях регистрируемым сигналом является суперпозиция интенсивностей деполяризованных компонент суспендированной и эмульгированной дисперсий, а шумом - интенсивность компоненты только эмульгированной дисперсии, Из табл.1 видно, что прио углах светорассеяния более 170 , аотакже менее 160 уменьшается отношение сигнал/шум за счет различных форм индикатрис деполяризованных компонент интенсивностей светорассеяния суспенИзобретение относится к очистке сточных вод нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств и может быть использовано для оперативного технического контроля и управления при эксплуатации сооружений по очистке нефтесодержащих сточных вод.Цель изобретения - повышение точности определения концентраций в диа. 10 паэоне 30 - 100 мг/л.На чертеже представлена схема установки.Устройство содержит последовательно установленные на одной опти ческой оси источник 1 излучения, поляризатор 2, светоделительную пластину 3 системы нормировки, модулятор 4, оптическую систему формирования пучка, состоящую из линз 5 и диафраг мы 6, фотометрическую кювету 7. С кюветой оптически связаны две фотоприемные системы. Первая из них располоожена под углом 160 - 170 к оптической оси и содержит поляризатор 8, ось ко торого ортогональна оси поляризатора 2, и фотоприемник 9, соединенный с регистрирующей системой 10. Вторая фотоприемная система расположена подоуглом 90 к оптической оси и содер жит поляризатор 11, ось которого параллельна оси поляризатора 2, и фото- приемник 12, соединенный с регистрирующей системой 13. Система нормировки помимо светоделительной пластины 35 содержит датчик 14 уровня излучения .и блок 15 нормировки, соединенный с обеими регистрирующими системами, с которыми соединена вычислительная система 16. 40 определяемых дисперсий, что установлено экспериментально,Как известно, фотоприемник типаФЭУ (который нами практически использовался) должен работать в динамическом диапазоне двух порядков измененияинтенсивности измеряемого света. Результаты экспериментов свидетельствуют что при расположении фотоприФоемника под углом 165 ФЭУ не оказывается в режиме насыщения световойхарактеристики при достижении концентрации суспендированной днсперии порядка 100 мг/л. Кроме .того, при наличии в измеряемой среде эмульгированной дисперсии регулируемый сигналнесколько выше, что еще более увеличит насыщение фотоприемника. Это, всвою очередь, может привести к увеличению погрешности измерения.Таким образом, когда угол установки фотоприемника находится в предеолах 160 - 170 , обеспечивается измерение концентраций суспендированнойкомпоненты более 30 мг/л с меньшейпогрешностью, так как при достиженииконцентрации даже до 100 мг/л и болеерегистрируемый сигнал оказывается влинейном динамическом диапазоне световой характеристики ФЭУ. В то жевремя измерение малых концентраций(менее 30 мг/л) затруднено маскирующим влиянием темновых шумов аппаратуры,Выбор углов светорассеяния, на которых измеряется интенсивность деполяризованной Компоненты рассеянного излучения, обусловлен тем, что в диапазоне углов 160 - 170 достигаетмаксимального значения отношение сигнал/шум.В табл,1 показаны значения указанных отношений для разных концентрацийдисперсий при углах светорассеяния,близких к оптимальным.1377687 Таблица 1 Угол светорассеяния, град Концентрация,мг/л 150 160 165 1 О 175 16 15 16 16 14 12 . 17 12 5 - 650 - 52100 -105 19 18 18 20 18 дированной и эмульгированной дисперсий.В табл.2 приведены экспериментальные результаты измерения содержания суспендированной и эмульгированной5 дисперсий в воде. Приведенные данные иллюстрируют достижение положительного эффекта при использовании изобретения. Простота его реализации обеспечивает перспективу широкого применения устройства для технологического контроля очистки нефтесодержащих вод. Достижение другого показателя - обеспечение селективности измерений за счет выбора углов регистрации рассеянного излучения - также следует из таблицы 2 (последние два столбца).20 Формула изобретения Устройство селективного определения концентраций суспендированной и 25 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 ось второгополяризатора ортогональна оси первогополяризатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиопределения в диапазоне концентраций30 - 100 мг/л, оно дополнительно содержит систему нормировки, модулятор,вычислительную систему и вторую фотоприемную систему, соединенную с второй регистрирующей системой и распооложенную под углом 90 к оптическойоси, причем ось поляризатора второйфотоприемной системы параллельна осипервого поляризатора, первая фотоприемная система расположена под угломо160 - 170 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 иблоком нормировки, соединенным спервой и второй регистрирующей системой, а каждая из регистрирующих систем соединена с вычислительной системой,1377687 Таблица 2 Концентрация дисперсий, (по калибровочным графикам),мг/л Истинная концентрациядисперсий,мг/лтеетее ееевев Смесь т е ее90 1 5 ф Эмульсия Эмульсия С Суспензия С,Суспензия поляризов. еполяизов.омпонен компонен 100 13,5 0 92 10 110 10 92 .0 47 0,3 0 50 30 115 49 14 100 Состав Техред ель В.Калеч Кравчук редактор М.Товти рняк оррект Заказ 862/37 Тираж 847 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/писно Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, у ктная,2 1003 504 100 Показание измерительногоприбора при измерениях науглах светорассеяния, мВ 165деполя:,ризов, компонен 49 50 97,5 98