Устройство для контроля мутности воды

(51) ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ Т И У 8/ 86 ровтия СССРИгнатов систе,е свидетельство С кл. С 01 3 1/О, 1 ОНТРОЛЯ ОСс тома 1 льт от 4 в ННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский институт инженгражданской авиации им. 60-л(56) Литвак В. И. Фотореле вмах автоматики. " М,: Энергис. 67-68.АвторскоМф 1043495,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ К МУ ТИ ВОДЫ(57) Изобретение относится к ав тическому контролю мутности водь например, в процессе промызки ф ров на станциях водоподготовки, изобретения - повьппение точност настройкиустройства н увеличен длительности бесповерочной рабо Устройство для контроля мутност ды содержит источник света, про ную кювету с прозрачными окнами,ЯО 1390545 ражатель, трехполюсник из соедине ных последовательно фотоприемника рассеянного, фотоприемника 9 прямого света, крайние полюса которого подключены к шинам источника 12 питания. Отражатель частично отражает свет в сторону фотоприемника 9, размещенного под углом к отражающей поверхности этого элемента с возможностью перемещения относительно последнего. Средний полюс трехполюсника соединен с входом операционного усилителя 14 через повторитель 13, между входом и выходом операционного усилителя включен регулировочный резистор 15, причем длина проточной кюветы в направлении прохождения прямого света выполнена такой, что, обеспечивается равенство кратностей изменения сопротивлений фотоприемников рассеянного К и прямого Кр прошедшего света Р (Ю /р Р 1 )лр Ж) /ир (Мф) при мутностях М и М на границах рабочего диапазона контролируемых мутностей воды, 2 ил.(4) К(М).: К,(М),Изобретение относится к автоматическому контролю мутности воды,например, в процессе лромынки фильтров на станциях нодоподготовки,Цель изобретения - повышение точности и увеличение длительности без"понерочной работы устройства,На фиг, 1 приведена схема, лоясня.ющая место установки Фотоприемников 1 Опрямого и рассеянного света на проточной кювете; на фиг. 2 - схемавключения фотоприемников.Устройство для контроля мутностиводы содержит источник 1 света, лроточную кювету 2 с прозрачными окнами 3 - 5, отражатель 6, установленный в трубе 7, размещенный в подвижном кожухе 8 фотоприемника 9 и закрепленный на светонепроницаемой перегородке 10, Фотоприемник 11, раэме"щенный у выхода прозрачного окна 4,трехполюсник из соединенных последовательно фотоприемников 9 и 11, край"ние полюса которого подключены к шинам источника 12 питания. Средний вывод трехполюсника через повторитель 13 соединен с входом операционного усилителя 14, между входом и выходом которого включен регулировочный резистор 15, выход усилителя 14 соединен с входом порогового элемента 16.Устройство работает следующим образом, Световой поток от источника 1 света проходит через прозрачное окно 3 и исследуемую жидкость, протекающую по кювете 2, частично поглощается и поступает через прозрачное ок" 40 но 4 на фотоприемник 11, а также через прозрачное окно 5 - на отражатель 6, отражающий часть светового потока на Фотолриемник 9. Одновременно составляющая светового потока, 45 рассеянного взвешенными частицами жидкости, поступает через прозрачное окно 4 на Фотолриемник 11. Сигнал со средней точки трехполюсника, лролорк Р 1) циональный отношению -, 50(м)+к (м)ф где Кпр(М) 1 Кг(М) - сопротивление фотоприемников 9 и 11 соответственно, через повторитель 13 поступает на вход операционного усилителя 14. Выходной сигнал лоследнего подается на вход порогового элемента 16. В исходном состоянии, когда изменяющаяся но времен мутность М (г:) проточной жипкости отличается от лорогоного значения Мл, т.е. М(Т)М,на выходе порогового элемента 16 присутствует, например, низкий уровень сигнала "О. При достижении текущим значением мутности М(с) проточной жидкости пороговой величины М, срабатывает пороговый элемент 16 и на его выходе появляется высокий уровень сигнала "1". При появлении последнего прини" мают соответствующее решение по управлению контролируемым процессом, например, процессом промывки фильтрон на станциях водоснабжения,Для повьппения длительности бесповерочной работы устройства и увеличения точности измерений путем уменьшения погрешности настройки коэффициент отражения Д элемента 16 выбирают в зависимости от диапазона ,контролируемых мутностей (Мг; Мо) и длины 1 кюветы 2 по Формуле где Р) М 11 - коэффициенты, зависящиеот длины волны Х источника 1 снета и характеризующие влияние волны света на его поглощение и рассеяние водой соответственно,Длину 1 кюветы 2 выбирают иэ соотно- шения Рр(М,), Рр(му) - интенсивности рассеянного света,поступающего наФотоприемник 11соответственно примутностях Мг и МКоэфФициент 1 от длины 1 кюветы 21 п 1не зависит, При этом в - = а.При выполнении, требований (1) и.глри этом погрешность настройки опрактически сводится к нулю, 390545Из (1 ) и (2) следует, что для конкресного диапазона с М,; 11,1 доссжны быть выбраны свои однозначно определенные значения 1 и ). Например, для М-Мо= 385 мг/л величина а58750 мм фмг/л и длина 1 кюветы 2 равна 230 мм.Из (1) находят величину 1 н относительных единицах (О с1) - 0,2"035. Следовательно, величина = асмо М1) зависит от М Мс и конструктивного параметра 1. Величину 1 определяют для диапазона с М,; М,3 согласно (2) .Назначение отражателя 6 - ослабить начальную интенсивность света Гсср сс,прошедшего через кювету 2 длиной 1 для достижения равенства (4), что необходимо для обесг ечения требования (3).Поэтому Р (М,)Рр,н (М)(5)25 здесь Гр(М,) подчиняется закону Релея Р(м,) = Р в, м (6) а Рч, (М,) - закону Бугера- Ламберта-Бера 30Р,(М,) =Р, ехр (-Рз 1М.), (7) 35 где Р - интенсивность источника 1света;Ис, Ря -коэффициенты,Отражатель 6 ослабляет начальнуюИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТа Рсрс (1 с) для ЕЕсоответствия с интенсивцостью рассеянного света Рр (М), поэтому целесообразно установить первый фотоприемник 11 непосредственно у выходаокна 4.Отражатель 6 оптически связан сфотоприемником 9, при этом для точного выполнения равенств (3) и (4)осуществляют перемещение фотоприемника 9 относительно элемента 16, Погрешность возникающая за счет изменения выходного сопротивления трехполюсникон 9 и 11 при заиливании оптических окон проточной кюветы 2,устраняется использованием повторителя 13, выходное сопротивление которого остается постоянным,При испытании устройства в автоматической системе упранл ния громывкой фильтров ца нопопроноле относительная нестабильность сигнала ца выходе усилителя 14 н течение четырех месяцев непрерывной работы це превышает 87 При этом относительное изменение чувствительности, определяющееся по изменению наклона лицеаризованной выходной характеристики, це превышает 57.,Формула изобретенияустройство для контроля мутности воды, содержащее источник света, оптически связанный с проточной кюнетой с прозрачньсми окнами для прямо- прошедшего и рассеянного света, трехполюсник иэ соединенных последонательно первого фотоприемника рассеянного и второго фотоприемника прямо- прошедшего света, крайние полюса трехполюсника подключены к шинам источника питания, операционный усилитель, выход которого соединен с входом порогового элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения длительности бесповерочной работы устройства, в него ннедены повторитель и отражатель, средний полюс трехполюсссика соединен с входом операционного усилителя через повторитель, у выхода прозрачного окна прямопрошедшего света расположен отражатель, оптически связанный с вторым фотоприемником, установленный с возможностью перемещения относительно последнего, причем длину 1 проточной кюветы ннаправлении прохождения света и коэффициент отражения 1 отражателя определяют по формулеМ1 п МоР, (м,-м,)Ия Мсехр (-Рл 1 М;)где Р 11 с - коэффициенты характер и 3 у юни Р н ли я н с е д./с и ныволны 1 источника светана его поглощение ирассеяние соответственно;М Мо - граничные значеция диапазона контролируемыхмутностей.1390545Составитель С, Голубев Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык Корректор О,Кравцова Заказ 1761/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4