Устройство для измерения концентрации растворов веществ

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ ВЕЩЕСТВ, содержащее группу идентичньлх источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник, зталонных напряжений два компаратора , коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы .компараторов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, вторые входы компараторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого компаратора соединен с управляющим входом ключа, а выход Ф второго компаратора - с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом коммутатора. сл к

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) .G 01 N 21/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :

I /

° Ь

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3358508/18-25 (22) 18.08.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) Л.Н.Смирин и В.A.Чеботников . (71) Алма-Атинское специальное конструкторско-технологическое бюро нестандартизированных радиоизотопных и других средств АСУТП легкой промышленности (53) 535.241(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 G N 21/20, 1979 °

2. Заявка ФРГ 9 2838489, кл.G 01 N 21/27, опублик. 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ ВЕЩЕСТВ, содержащее группу идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а вы„„SU„„1010521 А ходы - с входами источников излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник эталонных напряжений, два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы .компараторов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, вторые входы компараторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого компаратора соединен с управляющим входом ключа, а выход второго компаратора — с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом коммутатора.

1010521

Изобретение относится к устрой- ствам для.определения концентрации растворов веществ в автоматическом режиме.

Известно устройство для измерения концентрацией веществ в автоматическом режиме, в котором имеется измерительная кювета переменной тол 1 щины, связанная со сканирующим уст-, ройством (1 1.

Известное устройство обеспечивает точное измерение концентрации каждой из компонент многокомпонентного раствора в широком интервале длин волн при условии, что концентрации этих компонент в данном растворе постоянны в течение времени измерения. Однако устройство не обеспечивает воэможности измерения концентрации в широком диапазоне изменения концентрации компонент, имеющих место в технологических раст ворах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения концентрации растворов веществ, содержащее группу идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы — c входами источников излучения (2 ).

Однако концентрация технологических растворов может меняться в широких пределах - от сотых долей процента до десятков процентов. Недостатком известного устройства, в котором излучение от источников проходит через одинаковую толщину анализируемого раствора является то, что оно может измерять в автоматическом режиме концентрацию в диапазоне не более одного порядка.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения концентрации растворов веществ, содержащем группу идентичных источников излучения, опти ески связанных че-. рез измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управле-. ния, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник эталонных напряжений, два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы компараторов соединЕны с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу ко йорого подключен вольтметр, вто ме акоды ком10 параторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого, компаратора соединен с управляющим . входом ключа, а выход второго компаратора — с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом reнератора импульсов, а выход — с входом коммутатора.

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства.

Устройство для измерения концентрации растворов веществ содержит группу источников 1 излучения, например светодиодов, измерительную кювету 2, которая выполнена в форме сужающегося книзу вертикального кли:на, фотоприемник 3, блок 4 регист рации и управления, вход которого соединен с выходами фотоприемника 3, а выходы — с входами группы источников 1 излучения, например светодиодов, расположенных вдоль одной из боковых поверхностей кюветы 2.

Блок 4 регистрации и управления включает генератор 5 импульсов, ключ б, источник 7 эталонных напряжений, первый 8 и второй 9 компараторы, коммутатор 10, усилитель 11, вольтметр 12 и индикаторы 13 диапазо30 нов измеряемых концентраций, причем вход усилителя 11 связан с входом блока 4, а к выходу усилителя подключен вольтметр 12. Первые входы компараторов 8 и 9.соединены с вхо35 дом блока 4 и входом усилителя,. вторые входы — с источником 7 эталонных напряжений, выход первого компаратора 8 соединен с управляющим входом ключа б, выход второго компа40 ратора 9 — с шиной сброса коммутатора 10. Вход ключа б соединен с выходом генератора 5 импульсов, а выход — с входом коммутатора 10, выходы которого соединены с индикаторами 13

45. и м ходами блока 4

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Генератор 5 импульсов через открытый ключ б переключает каналы коммутатора 10, поочередно включая .источники 1 излучения, начиная с верхнего. При этом с каждым переключением уменьшается длина оптического пути излучения по раствору и, соответственно, увеличивается электрический сигнал на выходе фотоприемника 3.

Излучение от очередного вклю.ченного источника 1, проходя через кювету 2 с исследуемым веществом, 60 .попадает на фотоприемник 3. На выходе фотоприемника 3 возникает сигнал в форме постоянного напряжения, который подается на первый вход компаратора 8, на второй вход которого у подается эталонное напряжение, вели-;

1010

Составитель А.Чурбаков

Редактор Г.Безвершенко Техред С.Мигунова Корректор Е.Рошко

Заказ 2479/33 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чина которого соответствует -нижнему уровню электрического сигнала от фотоприемника 3 при работе на экспоненциальном участке интенсивности непоглощенного излучения. Пока сигнал . с фотоприемника 3 меньше эталонного напряжения, напряжение на выходе компаратора 8 поддерживает ключ б в открытом состоянии. Как только включится один из источников 1 излучения, сигнал от которого вызывает на 10 фотоприемнике 3 выходной сигнал, древышающий эталонное напряжение, на выходе компаратора 8 возникает напряжение, закрывающее ключ б, и переключение источников 1 света компара- 15 тором 10 прекращается. При этом включенными окажутся выбранный авто- . матически источник 1 излучения и индикатор 13 соответствующего диапазона. Сигнал с выхода фотоприемника 3 поступает также на усилитель 11, имеющий логарифмическую характерис-.

521 4

1 тику, а с выхода усилителя ll - на вольтметр 12, проградуированный в единицах концентрации. Если сигнал с выхода фотоприемника 3 превышает по напряжению уровень второго эталонного напряжения, соответствующего верхнему уровню электрического сигнала от фотоприемника 3 при работе на экспоненциальном участке инl тенсивности непоглощенного излучения, на выходе второго компаратора 9 появляется сигнал, сбрасывающий комммутатор 10 в нулевое состояние, при этом включается самый верхний источник 1 излучения и цикл измерений начинается сначала. Таким образом, автоматически выбирается оптнмальная толщина анализируемого раствора для измеряемой в данный момент концентрации.

Изобретение позволяет значительно расширить пределы измеряемых значений концентрации растворов веществ.