Устройство контроля концентрации взвешенных частиц

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИК 9) ( 21/47, 15/ 51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ий ин 1980.ССР1982. ЦЕНТР ВО КОНТРОЛЯ КОСТИЦние относитсяи предназначемутности жидких 54) УСТРОЙСЗВЕШЕННЫХ ЧА57) Изобретому контролпределения ск апти но для ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствоВ 715980, кл. С 01 И 21/20,Авторское свидетельствоФ 947722, кл, С 01 Б 21/51,Может быть использовано в машиностроении, в химической и пищевой промышленности. Цель изобретения - повышение точности контроля содержаниявзвешенных частиц в исследуемой среде - достигается тем, что в устройство введена оптическая маска 2, расположенная на пути светового потокамежду источником 1 освещения и кюветой 3 с контролируемой средой, причемоптическая маска 2 имеет прозрачныеи непрозрачные зоны, Обработка сигнала в регистрирующем устройстве позволяет добиться высокой разрешающейспособности при регистрации мутностии соответственно высокой точностиконтроля, 3 ил.3 1500911 зобретение относится к оптическому контролю, предназначено для определения мутности жидких сред и может быть использовано в мап 1 иностроении,5 в химической и пищевой промышленностях,Цель изобретения - повышение точности контроля содержания взвешенныхчастиц в исспедуемой среде, ,10На Фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - структурная схема регистрирующей системы; на фиг.З - временныедиаграммы сигналов, действующих врегистрирующей системе.Устройство (Фиг. 1) содержит источник 1 освещения, оптическую маску 2,кювету 3, оптическую систему 4, фотоприемную систему 5 с чувствительным Щ 0элементом и регистрирующую систему 6.Оптическая маска 2 располагаетсяла пути светового потока между источником 1 освещения и кюветой 3 (оптическая маска 2 может быть, например, 25нанесена непосредственно на стенкукюветы 3). Вход чувствительного элемента фотоприемной системы 5 черезоптическую систему 4, кювету 3 и оптическую маску 2 оптически связан с 30источником 1 освещения, а выход чувствительного элемента Фотоприемнойсистемы 5 связан с входом регистрирующей системы 6, имеющей управляющий и индикаторный выходы. Управляющий выход подключен к источнику 1освещения, а индикаторный выход служит выходом всего устройства.Регистрирующая система 6 (фиг.2)содержит усилитель 7 сигнала яркости,40детектирующий усилитель 8 с фильтром,пороговое устройство 9, генератор 10тактовых импульсов, триггер 11, первый и второй счетчики 12 и 13, индикаторные устройства 14 и 15. Фотопри емная система 5 имеет три выхода; выход сигнала яркости, подключенный ковходу усилителя 7 сигналов яркости,выход "Строб кадра", подключенныйк входу установки триггера 11 и входу "Сброс" счетчика 12; выход "Стробстроки", подключенный к входу "Сброс"счетчика 13 и счетному входу счетчика 12, Выход усилителя 7 сигнала яркости подключен к одному из входов детек -тирующего усилителя 8 с Фильтром и одному из входов. порогового устройства9. Выход детектирующего усилителя 8с фильтром подключен к источнику 1 17 4освещения и образует канал обратнойсвязи. Выход порогового устройства 9подключен к входу установки 0" триггера 11. Выход триггера 11 подключенк разрешающим входам счетчиков 12 и13 и индикаторных устройств 14 и 15.Счетный вход счетчика 13 подключенк входу генератора 10 тактовых импульсов, а счетный вход счетчика 12к входу "Строб строки",В качестве фотоприемной системы 5может использоваться стандартная телевизионная передающая камера (например, "Электроника Л 50"). Усилитель 7сигнала яркости, пороговое устройство 9, детектирующий усилитель 8 сфильтром, генератор 10 тактовых импульсов, триггер 11, счетчики 12 и13, а также индикаторные устройства14 и 15, представляющие собой параллельные регистры с цифровыми индикаторами, выполняются по стандартнымсхемам.Оптическая маска 2 может выполняться Фотолитографическим способоми содержит прозрачные и непрозрачныезоны, чередующиеся, например, вдольнаправления движения луча строчнойразвертки телекамеры (фотоприемнойсистемы 5), Прозрачные и непрозрачныезоны, расположенные вдоль строки развертки, имеют неодинаковые размеры,На фиг.З, например, показана временная диаграмма сигналов интенсивностисвета (график р), прошедшего черезоптическую маску 2 при разверткевдоль одной строки. Размеры прозрачных и непрозрачных зон оптическоймаски 2 для последующих строк развертки соответственно возрастают.Устройство работает следующим образом.В результате уменьшения прозрачности кюветы 3, вызванной наличиемвзвешенных частиц в контролируемойсреде, изображение оптической маски2, спроектированное на чувствительный элемент (видекон) Фотоприемнойсистемы 5, имеет "размытые Формы",причем, перепады изменения интенсивности освещения соответствующих участков чувствительного элемента Фотоприемной системы 5 уменьшаются с рос.том частоты смены прозрачных и непрозрачных зон. Соответственно изменяется и сигнал яркости на выходефотоприемной системы 5 (фиг.З, график 6). Данный сигнал усиливается5 15009усилителем 7 сигнала яркости и пос-тупает на вход порогового устройства9, Уровень срабатывания пороговогоустройства 9 определяется значениемсигнала на выходе детектирующего уси 5литсля 8 с фильтром, который выделяет среднее значение сигнала яркостии по каналу обратной связи воздействует на источник 1 освещения, поддерживая указанное среднее значениепостоянным, независимо от оптическойплотности и мутности контролируемойсреды. При достижении амплитуды сигнала на выходе усилителя 7 сигналаяркости некоторого порогового значения пороговое устройство 9 вырабатывает импульс (фиг,З, график е), осуществляющий сброс триггера 11, установленного ранее сигналом "Строб кадра" в состояние логической единицы.Триггер 11 управляет работой счетчиков 12 и 13 таким образом, что счетразрешается лишь при сигнале логической единицы на выходе триггера 11. 25Перезапись содержимого счетчиков врегистры устройств 14 и 15 индикациипроисходит при наличии нулевого логического сигнала на выходе триггера11 т.е, при остановленных счетчиках12 и 13. Счетчик 13 осуществляет счетчисла импульсов от генератора 10 тактовых импульсов, прошедших с моментаначала каждой строки развертки до момента останова по сигналу с выходапорогового устройства 9 (фиг.З, график ), Если на данной строке раз- .,вертки останов не произошел, то припереходе к следующей строке импульсСтроб строки" осуществляет сброс содержимого счетчика 13 в нулевое состояние,Счетчик 12 производит счет числастрок, прошедших с момента началакадра. (" Строб кадра" ) до момента останова по сигналу порогового устрой 45ства 9. Следовательно, счетчик 12;указывает номер строки, .на которойпроизошел останов, а счетчик 13 -время, прошедшее с момента началаразвертки этой строки до момента останова. Содержимое счетчиков 12 и 13,переписанное в индикаторные устройства 14 и 15, служит мерой мутностиконтролируемой среды.Предлагаемое устройство имеет высокую разрешающую способность, например при числе строк развертки, равномдесяти, и погрешности определения момента срабатывания порогового устройства 102 полная погрешность измерениямутности или содержания взвешенныхчастиц в исследуемой среде не превы -шает 1 Е. Формируя законы измененияразмеров зон по строкам, можно добиться линейной зависимости показания счетчиков от степени содержаниявзвешенных частиц в контролируемойсреде,Формула изобретенияУстройство контроля концентрациивзвешенных частиц, содержащее источник освещения, оптически связанныйчерез кювету и оптическую систему счувствительным элементом фотоприемнойсистемы выход которой соединен с регистрирующей системой, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля концентрациивзвешенных частиц в исследуемой среде, оно дополнительно содержит оптическую маску, установленную по ходуизлучения между источником освещенияи кюветой с контролируемой средой,причем оптическая маска имеет прозрачные и непрозрачные эоны, а регистрирующая система содержит усилительсигнала яркости, детектирующий усилитель с фильтром, пороговоеустройство, генератор тактовых импульсов,триггерпервый и второй счетчики ииндикаторные устройства, при этом фотоприемная система содержит развертывающее устройство и имеет три выхода,первый из которых соединен с установочным входом триггера и входом сброса первого счетчика, второй выход фотоприемной системы соединен со счетным входом первого счетчика и входомсброса второго счетчика, со счетнымвходом которого соединен генератортактовых импульсов, третий выход фотоприемной системы соединен с входомусилителя сигнала яркости, выход которого соединен с первым входом порогового устройства и входом детектирующего усилителя с фильтром, вйходпоследнего соединен с источником све"та и вторым входом порогового устройства, выход порогового устройствасоединен с входом сброса триггера,выход триггера соединен с управляющими входами обоих счетчиков и индикаторными устройствами, информационные входы которых соединены с выходами счетчиков,1500917 Составитель В,Калечи дактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска одписн ГКНТ ССС иям И Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 4858/38 ВНИИПИ Государственного 113035 е