Устройство для измерения мутности жидких сред

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МУТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником , расположенную сроено с измерительным циливдрическим сосудом , и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус вьщолнен цилиндрическим и проточным, измерительный цилиндрический сойуд расположен в корпусе с кольцевым зазором , а дно измерительного цилиндрического сосудз выполнено вьшуклым в виде клапана конической формы, в верхнюю часть которого встроена выпуклая линза, при этом измерительный сосуд установлен с возможностью его вращения вокруг вертикальней оси.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Эpg С 01 N 21/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3542277/18-25 (22) 25.01.83 (46) 30.09.84. Бюл. В 36 (72) В.И.Лукьянов, N. ° Львов,С.N.×óäíoâñêèé, А.И.Степанов, В.Е.Медведский и С.В.Семенов (71) Вологодский политехнический институт (53) 535.322.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 715980, кл. С 01 Ы 21/59, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 951110, кл. С 01 И 21/25, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МУТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее корпус с расположенным в нем верти„SU„„» ЕЗЕЗ А 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 Q

O его вращения вокруг вертикальной оси. снижает точность измерения мутности воды. Кроме того, на интенсивность светового 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 цилиндрический сосуд 2, расположенный в корпусе вертикально и имеющий дно 3 с встроенной в него выпуклой линзой 4: Дно 3 выполнено в вице клапана, управляемого пружинами 5 H 6 и электромагнитами 7 и 8. В состав мутномера вхоформирования светового потока, электродвигатель 10. с передачей 11 для вращения 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 располагаются в закрытом корпусе 18, к которому присоединена труба 19 для подвода кабеля к блоку 16 управления. Изме1 1116363

Изобретение относится к фотоэлектроколориметрическим анализаторам, более конкретно к приборам для конт-, роля мутности поверхностных, подземных и сточных вод,. а также других жидкостей.

Известно устройство для измерения мутности жидких сред или концентрации взвешенных веществ, содержащее изме- рительный сосуд, фотоприемник, источник света с устройством для коррекции светового излучения и блок управления (1 ).

Однако в этом устройстве в процес" се измерения количество частиц взвеси в исследуемой жидкости постоянно меняется .из-за их осаждения и конвекционного хаотического движения, кроме того, световой поток рассеивается перегородками, ограничивающими исследуемую жидкость. Все это снижает точность измерения мутности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения мутности жидких сред, содержащее корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную соосно с измерительным цилиндрическим сосудом, и блок управления. Измерение мутности на этом устройстве производится путем определения разницы величин на приборе, регулирующем накал лампы при вторичном световом потоке, пропускаемом через исследуе- З5 мую воду, и первичном световом потоке, пропускаемом через эталонную жидкость 2 ). .Однако конструкция измерительного сосуда в таком устройстве не позволяет осуществлять его автоматическую непрерывную промывку без изъятия измерительного сосуда из схемы устройства. Использование для калибровочных измерений эталонной жидкости 45 дит также, оптическая система 9 для усложняет процесс измерения и не дает возможности в каждом кокретном случае калибровки получать идентичные результаты, так как качество этой жидкости при калибровочных из- 0 мерениях может зависеть от загрязненности стенок измерительного сосуда.

При пропуске светового потока через го входит прибор для регулирования такой сосуд на интенсивность этого накала лампы 17. Фотоприемник 12 и потока оказывает рассеивающее влияние как поверхность жидкости, находящейся в измерительном сосуде, так и стенки его дна. Все это значительно

1116

3 рительный 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- .1р 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 помон1ью реле времени, входящего в состав блока 16 управления.

По сигналу, поступающему из блока 16 управления, электромагнитный клапан 14 перекрывает подачу воды по 2> 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 управления

35 включается электродвигатель 10, который с помощью передачи 11 вращает измерительный цилиндрический сосуд 2 с дном 3 в течение определенного времени, достаточного для удаления ка- 40 пель воды с поверхности выпуклой лин. зы 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- 55 кого сосуда прекращается. В этот же момент подается напряжение на лампу 17 и световой поток, проходя через

363 4 оптическую 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 уровень освещенности лампы 17, доводя его до номинального, соответствующего режиму калибровки. Величина напряжения, соответствующего номинальной яркости лампы 17, запоминается блоком 16 управления. После этого по сигналу блока 16 управления отключается лампа 17 и включаются электромагниты 7 и 8 и электромагнитный клапан 14.

Вода протекает через корпус 1 и измерительный цилиндрический сосуд 2.

Затем последовательно отключаются сначала электромагниты 7 и 8, закрывая дном 3 измерительный цилиндрический сосуд 2, а затем электромагнитный клапан 14, прекращая подачу воды по трубе 13 в корпусе 1. В.измерительном цилиндрическом сосуде, 2 задерживается определенный объем воды. Избыток воды стекает по зазору между цилиндрическим измерительным сосудом 2 и кбрпусом 1 и удаляется через трубу 15. Такое движение воды по зазору непосредственно перед из- мерением интенсивности вторичного светового потока позволяет исключить влияние на погрешность измерений конвекционных токов воды, вызванных

В разницей температур на наружной поверхности измерительного цилиндричес кого сосуда 2 и внутри этого сосуда.

Это создает условия для исключения попадания одних и тех же частиц под световой поток неоднократно, что увеличивает точность измерений. После прекращения движения воды через корпус t по сигналу блока 16 управления снова подается напряжение на лампу 17 и производится аналогичное первичному световому потоку регулирование накала лампы при вторичном световом потоке, проходящем через исследуемую воду.

Блок 16 управления определяет разность напряжений, поданных на лампу 17 при вторичном и первичном (ка либровочном) световых потоках и по

1 этой разности определяется соответствующая величина мутности исследуемой воды.

Установка измерительного сосуда в проточный корпус с кольцевым зазором между стенками позволяет предот« вратить возникновение конвекционных токов воды в процессе измерения, так как при пропускании „вторичного светового потока через исследуемую воду наружные стенки измерительного сосуда остаются смоченными той же водой, какая находится внутри сосуда, т.е. температура внутри сосуда и снаружи одинакова. Таким образом, частицы взвеси в воде при пропускании вто- 1О ричного светового потока могут двигаться только в вертикальном направлении, совпадающем с направлением светового потока. Это также значительно повышает точность измерения 15 мутности.

Кроме того, установка цилиндрического измерительного сосуда в проточный корпус и устройство дна в виде клапана, управляемого электромагнита-20 ми и пружинами и имеющего выпуклую форму, позволяют производить качественную промывку измерительного цилиндрического сосуда проточной водой без его удаления из корпуса при- 25 бора. Это также влияет на повышение точности измерения мутности.

Возможность вращения цилиндрического измерительного сосуда вокруг вертикальной оси в совокупности 30 с выпуклой формой одной из линз оптического блока, встроенной в его дно, позволяет проводить калибровочные измерения первичного светового потока не через эталонную жидкость, а че-З рез воздух, так как при вращении цилиндрического измерительного сосуда поверхность встроенной в дно выпуклой линзы быстро освобождается от капель воды (высушивается), которые

:удаляются под действием центробежных рил. Воздух, через котврый 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.

1116363

Э

2f

Составитель Н.Стукова

Редактор И.Петрова Техред Ж.Кастелевич Корректор Н.Эрдейи

Заказ 6922/35 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4