Устройство для измерения мутности жидких сред

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 у С 01 И 21/27 ЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5 б) 1. Авторское свидетельство СССР 7 15980, кл. С О 1 Ы 21/59, 1977.2. Авторское свидетельство СССРУ 951110 кл. С 01 И 21/25, 1980(54)(57) УСМУТНОСТИкорпус с ра иТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЖИДКИХ СРЕД, содержащее сположенным в нем верт.,801116 кально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную соосно с измерительным цилиндрическим сосудом, и блок управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус выполнен цилиндрическим и проточным, измерительный цилиндрический сосуд расположен в корпусе с кольцевым зазором, а дно измерительного цилиндрического сосуда выполнено выпуклым в виде клапана конической формы, в верхнюю часть которого встроена выпуклая линза, при этом измерительный сосуд установлен с возможностью 19Ф его вращения вокруг вертикальной оси,снижает точность измерения мутностиводы. Кроме того, на интенсивностьсветового потока в процессе измерения влияет хаотическое движение взвешенных частиц, вызванное конвекционными токами воды из-за разницы температур внутри сосуда и на его наружной поверхности. Это приводит к неоднократному попаданию одних и тех же частиц под световой поток, что снижает точность получаемых результатов измерения мутности.ЦелЬ изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения мутности жидких сред, содержащем корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную соосно с измерительным цилиндрическим сосудом, и блок управления, корпус выполнен цилиндрическим и проточным, измерительный цилиндрический сосуд расположен в корпусе с кольцевым зазором, а дно измерительного цилиндрического сосуда "выполнено выпуклым в виде клапана конической формы, в верхнюю часть которого встроена выпуклая линза, при этом измерительный сосуд установлен с возможностью его вращения вокруг вертикальной оси.На чертеже изображена схема устройства для измерения мутности жидких сред (мутномера). Мутномер содержит проточный корпус 1, измерительный цилиндрическийсосуд 2, расположенный в корпусе вертикально и имеющий дно 3 с встроеннойв него выпуклой линзой 4: Дно 3выполнено в виде клапана, управляемого пружинами 5 и 6 и электромагнитами 7 и 8, В состав мутномера вхоформирования светового потока, электродвигатель 10. с передачей 11 длявращения измерительного сосуда 2,Фотоприемник 12, труба 13 для подвода воды с электромагнитным клапаном 14, труба 15 для отвода воды,блок 16 управления, в состав котороэлектромагниты 7 и 8 располагаютсяв закрытом корпусе 18, к которому присоединена труба 19 для подводакабеля к блоку 16 управления. Изме 1 16363 1Изобретение относится к фотоэлектроколориметрическим анализаторам,более конкретно к приборам для конт-,роля мутности поверхностных, подземных и сточных вод, а также другихжидкостей,Известно устройство для измерениямутности жидких сред или концентрациивзвешенных веществ, содержащее изме-рительный сосуд, Фотоприемник, источник света с устройством для коррекции светового излучения и блокуправления1 3.Однако в этом устройстве в процес"се измерения количество частиц взвеси в исследуемой жидкости постоянноменяется .из-за их осаждения и конвекционного хаотического движения,кроме того, световой поток рассеивается перегородками, ограничивающими исследуемую жидкость. Все этоснижает точность измерения мутности.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для измерениямутности жидких сред, содержащеекорпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическимсосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную сооснос измерительным цилиндрическим сосудом, и блок управления. Измерениемутности на этом устройстве производится путем определения разницывеличин на приборе, регулирующемнакал лампы при вторичном световомпотоке, пропускаемом через исследуе- З 5мую воду, и первичном световом потоке, пропускаемом через эталоннуюжидкость 2 ..Однако конструкция измерительногососуда в таком устройстве не позволяет осуществлять его автоматическуюнепрерывную промывку без изъятияизмерительного сосуда из схемы устройства. Использование для калибровочных измерений эталонной жидкости 45 дит также, оптическая система 9 дляусложняет процесс измерения и не дает возможности в каждом кокретномслучае калибровки получать идентичные результаты, так как качествоэтой жидкости при калибровочных измерениях может зависеть от загрязненности стенок измерительного сосуда.При пропуске светового потока через го входит прибор для регулированиятакой сосуд на интенсивность этого накала лампы 17. Фотоприемник 12 ипотока оказывает рассеивающее влияние как поверхность жидкости, находящейся в измерительном сосуде, так истенки его дю, Все это значительно11163рительный цилиндрический сосуд 2 закреплен в корпусе с помощью подшип-ника 20. В нижней части измерительного цилиндрического сосуда 2 имеется герметизирующая резиновая прокладка 21.Мутномер работает следующим образом.В.начальном положении включен электромагнитный клапан 14 и элект- ,1 О ромагниты 7 и 8, Между измерительным цилиндрическим сосудом 2 и выпуклым дном 3 имеется зазор. Исходная вода поступает в корпус 1 по трубе 13, протекает через измерительный цилиндрический сосуд 2, зазор между измерительным цилиндрическим сосудом 2 и дном 3 и вытекает через трубу 15 на слив. Периодичность проведения измерений мутности устанавливается с помод 1 ью реле времени, входящего в состав блока 16 управления.По сигналу, поступающему из блока 16 управления, электромагнитнь 1 й клапан 14 перекрывает подачу воды по 25 трубе 13, и после опорожнения корпуса 1 отключаются электромагниты 7 и 8, в результате чего выпуклое дно 3 с помощью пружин 5 и б прижимается к измерительному цилиндрическому сосуду 2, Герметизация нижней части измерительного цилиндрического сосуда 2 обеспечивается резиновой прокладкой 21.По сигналу блока 16 управления35 включается электродвигатель 10, который с помощью передачи 11 вращает измерительный цилиндрический сосуд 2 с дном 3 в течение определенного времени, достаточного для удаления ка-пель воды с поверхности выпуклой линзы 4, Такое высушивание выпуклой линзы 4 путем центробежного удаления капель воды позволяет проводить калибрбвочное первичное измерение интенсивности светового потока через воздух, а не через эталонную жидкость, что повышает точность калибровки и исключает необходимость подвода к мутномеру эталонной жидкости, что при автоматическом измерении значительно упрощает его конструкцию,По сигналу блока 16 управления электродвигатель 10 отключается и вращение измерительного цилиндричес кого сосуда прекращается. В этот же момент подается напряжение на лампу 17 и световой поток, проходя через 363 4оптическую систему 9, пустой измерительный цилиндрический сосуд 2 и выпуклую линзу 4, попадает на Фотоприемник 12, от которого электрический сигнал поступает в блок 16 управления. Последний изменяет уровеньосвещенности лампы 17, доводя егодо номинального, соответствующего режиму калибровки. Величина напряжения,соответствующего номинальной яркостилампы 17, запоминается блоком 16управления. После этого по сигналублока 16 управления отключается лампа 17 и включаются электромагниты 7и 8 и электромагнитный клапан 14.Вода протекает через корпус 1 и измерительный цилиндрический сосуд 2.Затем последовательно отключаютсясначала электромагниты 7 и 8, закрывая дном 3 измерительный цилиндрический сосуд 2, а затем электромагнитный клапан 14,прекращая подачуводы по трубе 13 в корпусе 1. В измерительном цилиндрическом сосуде, 2задерживается определенный объем воды. Избыток воды стекает по зазорумежду цилиндрическим измерительнымсосудом 2 и кбрпусом 1 и удаляетсячерез трубу 15, Такое движение водыпо зазору непосредственно перед из-мерением интенсивности вторичногосветового потока позволяет исключитьвлияние на погрешность измеренийконвекционных токов воды, вызванныхВразницей температур на наружной поверхности измерительного цилиндрического сосуда 2 и внутри этого сосуда.Это создает условия для исключенияпопадания одних и тех же частиц подсветовой поток неоднократно, что увеличивает точность измерений, Послепрекращения движения воды через корпус 1 по сигналу блока 16 управленияснова подается напряжение на лампу 17и производится аналогичное первичномусветовому потоку регулирование накалалампыпри вторичном световом потоке,проходящем через исследуемую воду.Блок 16 управления определяет разность напряжений, поданных на лампу 17 при вторичном и первичном (калибровочном) световых потоках и поэтой разности определяется соответствующая величина мутности исследуемойводы,Установка измерительного сосуда в проточный корпус с кольцевым зазором между стенками позволяет предот"вратить возникновение конвекционныхтоков воды в процессе измерения, таккак при пропускании вторичного светового потока через исследуемую водунаружные стенки измерительного сосуда остаются смоченными той же водой,какая находится внутри сосуда, т.е.температура внутри сосуда и снаружиодинакова. Таким Ьбразом, частицывзвеси в воде при пропускании вто- Юричного светового потока могут двигаться только в вертикальном направ"лении, совпадающем с направлениемсветового потока. Это также значительно повышает точность измерения 15мутности,Кроме того, установка цилиндрического измерительного сосуда в проточный корпус и устройство дна в видеклапана, управляемого электромагнита ми и пружинами и имеющего выпуклуюформу, позволяют производить качественную промывку измерительного цилиндрического сосуда проточной водой без его удаления из корпуса прибора. Это также влияет на повышениеточности измерения мутности.Возможность вращения цилиндрического измерительного сосуда вокругвертикальной оси в совокупности ЗОс выпуклой формой одной из линз оптического блока, встроенной в его дно,позволяет проводить калибровочныеизмерения первичного светового потока не через эталонную жидкость, а че-З 5рез воздух, так как при вращениицилиндрического измерительного сосудаповерхность встроенной в дно выпуклой линзы быстро освобождается от капель воды (высушивается), которыеудаляются под действием центробежных рил. Воздух, через котерый пропускается световой поток при калибровочных измерениях, по сравнению с любой эталонной жидкостью обладает значительно большим постоянством состава и проведение калибровочных измерений через него значительно увеличивает точность измерения, Если же на выпуклой линзе, встроенной в дно цилиндрического измерительного сосуда, останутся другие (не жидкие) загрязнения, то их влияние на получаемые результаты полностью исключается проведением измерений вторичного светового потока через исследуемую воду.Кроме того, устройство дна измерительного цилиндрического сосуда с встроенной в него одной из линз оптического блока позволяет при пропускании вторичного светового потока этой линзе находиться в непосредственном контакте с исследуемой водой. Следовательно, исключается рассеивающее влияние на интенсивность светового потока перегородок, ограждающих исследуемый объем воды, что также увеличивает точность измерения мутности.Таким образом, предлагаемый мутномер обладает повышенной точностью измерения, быстродействием, возможностью автоматического проведения измерений (без затрат времени лаборантского состава), качественной автоматической промывкой измерительного цилиндрического сосуда.За Патент", г.ужгород, ул.Проектная 35 Тираж 822 НИИПИ Государственного кпо делам изобретений 3035, Иосква, Ж, Раушска Подписноемитета СССРи открытийнаб., д. 4/5