Кювета для фотометрических измерений

 

КЮВЕТА ДЛЯ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, содержащая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов оптическими окнами, входной и выходной штуцера, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности измерений, она дополнительно содержит входную и выходную цилиндрические полости, сосуд и поршень со штоком, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом входная и выходная цилиндрические полости расположены симметрично и перпендикулярно относительно оптической оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью, выполненной в виде плоскопараллельной щели, сосуд выполнен в виде цилиндрической трубки с расширением в средней части и установлен в верхней крьшке корпуса симметрично оси входной цилиндрической полости, входной штуцер расположен внутри входной цилиндрической полости на ее оси, торец входного штуцера расположен в средней С части сосуда, выходной штуцер связан с выходной полостью, а шток поршня установлен в верхней крышке. 8 ел 1 ел // Фиг. f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

4 1 G 01 N 21 05

Ю

1д 3

1 й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3541845/24-25 (22) 21.01.83 (46) 07.05.85. Бюл. Н 17 (72) К.С. Ляпин (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитпрнбор" (53) 535.242(088.8) (56) 1 Заявка Франции к 2305715, кл. С 01 Л 1/О?, 1976.

2. Турбодиметр судовой ТС-201, паспорт 1Е2 853019ПС, 1978. (54) (57) КЮВЕТА ДЛЯ ФОТОИЕТРИЧЕСКИХ

ИЗМЕРЕНИЙ, содержацая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов оптическими окнами, входной и выходной штуцера, о т.л и ч а ю— щ а я .с я тем, что, с целью повышения точности измерений, она дополнительно содержит входную и выход„„Ы)„„1154590 А ную цилиндрические полости, сосуд и поршень со штоком, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом входная и выходная цилиндрические полости расположены симметрично и перпендикулярно относительно оптической оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью, выполненной в ниде плоскопараллельной щели, сосуд выполнен в виде цилиндрической трубки с расширением в средней части и установлен в верхней крышке корпуса симметрично оси входной цилиндрической полости, входной штуцер расположен внутри входной цилиндрической полости на ее оси, торец входного штуцера расположен в средней части сосуда, выходной штуцер связан с выходной полостью, а шток поршня установлен в верхней крышке.

1154590

Изобретение относится к анализу жидких и дисперсных сред, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим контроль и измерение концентрации нефти (нефтепродуктов) в сбросовых водах.

Известна кювета для Фотометрических измерений, содерж н:1ая корпус, измерительную полость, ограниченную оптическими окнами. Жидкость поступает через канал, расположенный тангенциально оси кюветы. Благодаря этому воздушные пузырьки собираются в центре измерительной полости, а затем выводятся через трубку сброса, минуя измерительную полость кюветы (1).

Недостатком этой кюветы является то, что при длительной работе оптические стекла кюветы загрязняl0

20 ются различного рода взвесями, присутствующими в измеряемой жидкости, что приводит к понижению точности измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является кювета для фотометрических измерений, содержащая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов опти- З0 ческими окнами, входной и выходной штуцер а (2 J.

Нефть и нефтепродукты в виде пленок и сгустков оседают на стенки кюветы и измерительной части, вызы- 35 вая резкое завышение показаний; всевозможные загразнения и частицы воздуха также вызывают резкое завышение показаний прибора.

1 ель изобретения — повышение точ- 40 ности измерений путем исключения загрязнения оптических стекол.

Поставленная цель достигается тем, что кювета для фатометрических измерений, содержащая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов оптическими окнами, входной и выходной штуцера, дополнительно содержит входную и выходную цилиндрические полости, сосуд и поршень со штоком, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом входная и выходная цилиндрическйе полости расположены симмет- SS рично и перпендикулярно относительно оптический .оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью, выпол2 ненной в виде плоскопараллельной щели, сосуд выполнен в виде цилиндрической трубки с расширением в средней части и установлен в верхней крышке корпуса симметрично оси входной цилиндрической полости, входной штуцер расположен внутри входной цилиндрической полости на ее оси, торец входного штуцера расположен в средней части сосуда, выходной штуцер связан с выходной полостью, а шток поршня установлен в верхней крышке.

На фиг. 1-3 показаны три проекции фотометрической кюветы; на фиг. 4 принципиальная схема фотометрического устройства.

Кювета содержит корпус (не показан), рабочую полость i, верхнюю и нижнюю крышки 2 и 3. Внутри корпуса расположены две цилиндрические. полости

4 и 5 âõîäíàÿ и выходная соответственно, входная и выходная цилиндрические полости расположены симметрично и перпендикулярно относительно оптической оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью 1, В входной . цилиндрической полости 4 проходит входной штуцер 6, расположенный на оси входной цилиндрической полости 4.

Торец входного шту. ера расположен в средней части полого сосуда 7, имеющего расширение в средней части.

Выходной штуцер 8 закреплен на крышке 2 и соединен с выходной полос. тью, В верхней крышке через уплотнение 9 проходит шток 10, в рабочей части которого установлен поршень 11.

Перемещение поршня может осуществляться как вручную, так и автоматически, при этом форма поршня выбраФ на по форме кюветы, а геометрические размеры и ход выбраны с расчетом перекрыть оптическую часть кюветы с целью ее очистки.

Рабочая полость t, выполнена в виде плоскопараллельной щели и соединяет входную и выходную цилинд рические полости. Рабочая полость 1, ограничена с торцов оптическими окнами 12.

Фотометрическое устройство содержит рассеивающую 13 и собирающую 14 линзы, фотометрическую кювету 15, фотоприемник 1б, источник 17 света.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Исследуемый раствор подается по входному штуцеру б в расширенную

1154590

t0 часть полого сосуда 7 и сливается во входную полость 4, откуда заполняет рабочую полость 1 кюветы, далее выходную г3олость 5 и через выходной штуцер 8 происходит сброс. 5

При попадании в расширенную часть полого сосуда 7 жидкость, содержащая пузырьки воздуха, освобождается от них, а всевозможные загрязнения продолжают свой путь, налипая на стенки кюветы.

В зависимости от степени загрязнения исследуемой жидкости и требуемой точности измерения периодически производится очистка измерительной части кюветы. Для этого поршнем вручную или автоматически > r привода про— изводят очистку поверхности рабочей части кюветы.

Световой поток ранно33ерно осве- 0 щает (после линзы 13) торцовую лов верхность кюветы. Круглое прозрачное окно 12 на входе кюветы обеспечивает равномерный световой поток диаметром д. Пройдя цель рабочего д канала и собирающую линзу 14, свето— вой поток фиксируется на фотоприемнике 16. Для исключения всевозможных дополнительных световых нанодок поверхность кюветы, кроме окон 12, выполнена светонепроницаемой.

От пузырьков воздуха жидкость освобождается следующим образом.

Входной 6 и выходной 8 штуцера расположены на одном уровне, что обеспечивает нахождение жидкости во

35 всех объемах кюветы (4, 1 и 5), Жидкость из входного штуцера 6 равно;мерно и спокойно сливается в расширенную часть полого сосуда 7 по40 скольку нсе объемы (4, 1 и 5) заполнены (берется случай работы кюветы после его заполнения) и имеется связь с атмосферой полого сосуда 7, то пузырьки воздуха покидают жидкость. Диаметр полого сосуда 7, в частном случае, равен 30 мм, а входного штуцера — 8 мм, т.е. площадь цилиндра в 10 раз больше площади штуцера, что обеспечивает плавность растекания жидкости. $0

Эксперименты показали, что при окончании входного штуцера 6 во входной полости 4, отсутствии расширенного полого сосуда 7 и его связи с атмосферой, вся водонефтяная смесь проходит через раб6чую полость 1, неся с собой все воздушные пузырьки. При этом крупные пузырьки, проскакивая оптичеcкий луч, нызыF3ÿIII! cкячки в

33оказаниях, R of eвшие 6QJ1E p. MpJIKHp. пузырьки воздуха в зоне окна 12 вносят ошибки, увеличивающиеся по мере нарастания пузырьков как по количеству, так и по их размерам. Причем количество и размеры пузырьков во времени меняются произвольно, т.е. процесс не контролируем. Они собираются, растут, срываются, снова собираются и т.д.

Наличие входного штуцера 6, расширенного сосуда 7, связанного с атмосферой, позволяют исключить прохождение пузырьков воздуха через рабочий канал до 807.. Видимых на глаз пузырьков воздуха нет и фотометр работает без выбросов.

Мелкие невидимые на глаз пузырьки воздуха со времением оседают и собираются на стенках кюветы и н зоне и начинают влиять на измерения.

Тогда н работу вступает поршень, который их и сбрасывает. Периодичность хода поршня задается оператором в зависимости от условий работы.

Диаметр снетоного потока (луча) определяется диаметром Й круглого окна 12. Чтобы загрязнение не оказывало влияние на измерение рабочий канал необходимо периодически очищать поршнем, При этом ширина поршня 1 должна быть больше диаметра d светового потока (окна). В частном случае диаметр окна d--18 мм, а ширина поршня 1=24 мм (т.е. 1 = 1,5 d). Поршень перекрывает окно на 3 мм симметрично.

При ширине поршня, равной или меньшей диаметра окна, очищаться будет не вся поверхность окна, .что вызовет погрешность в измерении из-за частичного неконтролируемого загрязнения проснечиваемого участка.

Особое загрязнение, а соответственно завышение результатов измерений во времени, вызывают частицы нефти и нефтепродуктов при использовании данной кюветы н приборах измере-, ния концентрации нефти и нефтепродуктов. При работе приборов имеет место наличие воздушных пузырей н протоке и их замер вызывает значительное завьппение результатов измерений до

100 и более процентов. Компенсация погрешности осуществляется путем перемещения клина (ручной дистанционный метод). Пузырьки воздуха, накапливаясь, срываются как и сгустки нефти, что вызывает трудности в

1154590 нала.

Составит ель Н. Стукова

Редактор С. Патрушева Техред Л.Коцюбняк Корректор Н. Король

Заказ 2705/31 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 использовании клин». В предлагаемом устройстве наличие дополнительных полостей, полого цилиндра и входной трубки значительно уменьшает количество частиц воздуха за счет отстоя, а наличие поршня с рабочим органом по форме измерительной части кюветы с приводом обеспечивает полную очистку с заданной частотои путем включения привода (либо вручную) .

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерений и их продолжительность, улучшить эксплуатационные характеристики, надежность прибора, кроме того, отпадает необходимость градуировки и подстройки прибора в занисимости от степени загрязненности исследуемых жидкостей, увеличивается. непрерывность работы, сокращаются профилактические работы. ()собенно это сказывается при использовании кюветы в приборах для определения концентрации нефти и нефтепродуктов, установленных на судах, находящихся в длительном плавании без

10 обслуживающего специального персоПредлагаемое изобретение позволяет контролировать недозволенный

15 сброс нефти и нефтепродуктов в водную акваторию, что позволит сохранить фауну и флору, обеспечить качество питьевой и технической воды.