Фотометрический анализатор

 

Изобретение относится к устройствам для измерения концентрации анализируемого продукта, в частности к устройствам для измерения концентрации биомассы микроорганизмов в процессе производства белково-витаминного концентрата из н-парафинов нефти. Цель изобретения повышение точности измерения, В состав анализатора 22 (Л Од 00 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1 КСПУЬЛИИ (so 4 С 01 J 1/44

Ф

Ф (21) 4014341/24 — 25 (22) 23. 01 . 86 (46) 23.06.87. Бюл. Ф 23 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) О.Б.Комаров, В.В.Митяев, А.В.Олифир, В.П.Соколов и Н.А.Годзевич (53) 535.242(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 459688, кл. С 01 J 1/04, 1976.

„„Я0„„1318802 А 1 (54) ФОТО ЯТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для измерения концентрации анализируемого продукта, в частности к устройствам для измерения концентрации биомассы микроорганизмов в процессе производства белково-витаминного концентрата из н-парафинов нефти.

Цель изобретения — повышение точности измерения. В состав анализатора

802

1318 входят источник излучения 1, элемент

2 формирования световых потоков, модулятор 3 со светофильтрами 4, первый и второй формирователи 5, 6 синхронизирующих импульсов, кювета 7, приемник излучения 8, четыре устройства запоминания 9, 10, 11, 12, синхронный коммутатор 13, состоящий из четырех ключей 14, 15, 16„ 17, шесть схем И 18, 19, 20, 21, 22, 23, регистр сдвига 24, амплитудно-временной преобразователь 25, две схемы

ИЛИ 26, 27 и вычислительное устройство 28. Снабжение анализатора вторым формирователем синхронизирующих импульсов, подключенным к второму входу регистра сдвига, обеспечивает перевод регистра в исходное состояние перед началом каждого оборота диска модулятора З,благодаря чему возникшее при воздействии помехи нарушение правильного порядка распределения импульсов сигналов по каналам автоматически восстанавливается и значение выходного сигнала вновь соответствует измеряемому параметру. Так как при реальных скоростях вращения диска модулятора один оборот диска совершается за

0,02-0,1 с. то время сбоя не превы: шает этого значения. Таким образом, случайная погрешность измерения анализатора, вызванная влиянием помех, практически полностью исключается.

3 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к фотометрическим анализаторам, предназначенным для определения состава веществ в микробиологической химической, меди.цинской, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 приведена схема фотомет- 10 рического анализатора, на фиг. 2 диск модулятора, на фиг. 3 — эпюры напряжений сигналов в цепях устройства.

Фотометрический анализатор (фиг.1) содержит источник 1 излучения, элементы 2 формирования световых потоков, модулятор 3 со светофильтрами 4, первый и второй формирователи 5 и 6 синхронизирующих импульсов, выпол- 20 ненные, например, на основе пары светодиод — фотодиод, кювету 7, приемник 8 излучения, четыре устройства

9-12 запоминания, синхронный коммутатор 13, состоящий из четырех ключей 14-17, шесть схем И 18-23, регистр 24 сдвига, амплитудно-временной преобразователь 25, две схемы ИЛИ 26 и 27 и вычислительное устройство 28.

Выход первого формирователя 5 синхро- -3О низирующих импульсов соединен с первым входом регистра 24 сдвига и вторыми входами схем И 18-21. Выход вто2 рого формирователя 6 синхронизирующих импульсов соединен с вторым входом регистра ?4, четыре выхода кото-, рого подключены к первым входам схем И 18-21. Выход первой схемы И

18 подключен к управляющему входу первого устройства 9 запоминания, первому управляющему входу синхронного коммутатора 13 и второму входу пятой схемы И 22, выход второй схемы

И 19 — к управляющему входу второго устройства 10 запоминания, выход третьей схемы И 20 — к управляющему входу третьего устройства 11 запоминания, второму управляющему входу синхронного коммутатора 13 и второму входу шестой схемы И 23, выход четвертой схемы И 21 — к управляющему входу четвертого устройства 12 sanoминания. Входы устройств..9-12 sanoминания объединены и соединены с выходом приемника 8 излучения. Выход первого устройства 9 запоминания соединен с входом ключа 14 синхронного коммутатора 13, выход второго устройства 10 запоминания — с входом ключа 16 синхронного коммутатора 13, выход третьего устройства 11 запоминания — с входом ключа 15 синхронного коммутатора 13, выход четвертого устройства 12 запоминания — с входом ключа 17 синхронного коммутатора 13.

Выходы ключей 14 и 15 синхронного

3 13188 коммутатора 13 объединены и соединены с первым входом амплитудно-временного преобразователя 25, выходы ключей- 16 и 17 синхронного коммутато. ра 13 тажке объединены и соединены с 5 вторым входом амплитудно-временного преобразователя 25, выход которого соединен с объединенными первыми входами пятой и шестой схем И 22 и 23. выходы которых соединены с первым и f0 вторым входами вычислительного устройства 28. Первый и второй выходы регистра ?4 сдвига соединены с первым и вторым входами первой схемы ИЛИ

26, выход которой соединен с третьим 15 входом пятой схемы И 22, а третий и четвертый выходы регистра 24 сдвига соединены с Первым и вторым входами второй схемы ИЛИ 27, выход которой соединен с третьим входом шестой схе- 20 мы И 23. На фиг. 2 представлен диск модулятора 3 с установленными на нем светофильтрами 4 и показано взаимное расположение светового потока 29 и датчиков 30 и 31, например фатодиода и светодиода первого и второго формирователей синхронизирующих импульсов.

В диске имеются также отверстия 32 и

33, предназначенные для модуляции потока излучения светодиодов, входя- 30 щих в состав первого и второго формирователей синхронизирующих импульсов.

На фиг. 3 показаны эпюры следующих напряжений сигналов в цепях устройства: V — сигнал на выходе приемника 8 излучения; V и Ч вЂ” синхроимпульсы, сформированные соответственно первым и вторым формирователями 5 и 6; V+, Ч, Ч и Ч7 — импульсы 40 на выходах регистра 24 сдвига; Vs, V» V, и V,„- импульсы на выходах схем Й 18-21; V V„, Ч44 и Ч4о напряжения на выходах устройств 9-12 запоминания, Ч и V — импульсы сигналов на выходах синхронного коммутатора 13; V — импульсы на выходе амплитудно-временного преобразователя 25 V > и U<> — импульсы на выходах схем ИЛИ 26 и 27; Ч „ и Ч вЂ” 50 импульсы на выходах схем И 22 и 23.

Устройство работает следующим образом.

При пересечении Модулятором 3 со светофильтрами 4 двух световых потоков 29 за один оборот диска каждый из светофильтров дважды пересекает световые потоки, что приводит к формированию на выходе приемника 8 из02 лучения четырех импульсов Ч, Ч

U и Чф (фиг. 3) .

Ф„

В начале каждого оборота диска модулятора 3 второй формирователь 6 синхронизирующих импульсов вырабатывает импульс V, поступаюший на второй (подготовительный) вход регистра 24 сдвига и подготавливающий его к записи логической единицы в первый раз,ряд, что обеспечивает перевод регист-, ра 24 сдвига в исходное состояние перед началом каждого оборота диска модулятора 3, благодаря чему возникшее при воздействии помехи нарушение правильного порядка распределения импульсов сигналов по каналам автоматически восстанавливается и значение выходного сигпала вновь соответствует измеряемому параметру.

Запись логической единицы осуществляется при появлении первого импульса V с первого формирователя 5 синхронизирующих имп 7льсОВ,, При этом на первом выходе регистра 24 сдвига noRBJIIIeòñë сигнал логической единицы Ъ . При поступлении следпа ф щих импульсов логическая единица переносится в следующие разряды реги. — : стра Ч, Ч и V, . Схемы И 18-21 распределяют синхраимпульсы, поступающие с первого формирователя 5 синхронизHpующих импульсов по Iетырем

Ч8, Ч9 1 Ч10 и 1 их на управляющие входы устройств

9-12 запоминания„ которые осуществляют запоминание напряжений импульсов сигналов Ч ь, U< U . и Ч в момент действия соответствующих уп= равляющих импульсов Ч, Ч„„, Ч, Ъ.

Синхронный коммутатор ",3 под действием импульсов на его управляющих входах подключает входы амплитудновременного преобразователя 25 к выходам соответствующих устройств заломинания, причем импульсы управления устройствами запоминания и ключами

14-17 синхронного коммутатора 1"- распределены таким образом, чтобы интер"валы включения ключей с лнхроннога ."

1 коммутатора 13 не совпадали с интервалами подачи импульсов управления на соответствующие устройства запоминания, благодаря чему на входы амплитудно-временного преобразователя 25 подаются импульсы V. u V . полностью освобожденные от искажений формы, вызванных как неравномерностью коэф1318802 фициента пропускания по поверхности светофильтра ч так и влиянием шумов приемника .8 излучения и флуктуаций оптической плотности анализируемой среды в кювете 7; Амплитудно-временной преобразователь 25 преобразует отношение амплитуд напряжений импульсов на его входах во временной интервал, длительность которого пропорциональна логарифму отношения амплитуд на- Ю пряжений входных сигналов, т.е. Формула изобретения.

15 гце 1 „„ длительность импульса на выходе амплитудно-временного преобразователя, коэффициент пропорциональности, 2О амплитуды напряжения импульсов, поступающих на первый вход амплитудновременного греобразовате5

25 амплитуды напряжений импульсов., поступающих ьа второй вход амплитудновременного преобразователя. 30

<е

На входы амплитудн о-вр емен ног о . преобразователя 25 подаются попеременно две пары импульсов с амплитудами V „ V и Ч, Vy.,Быходнои

3" 2 сигнал амплитудно-временного преобразователя 25 Ч„ подается на первые входы схем И 22 и 23, на их вторые входы поступают импульсы с выходов схем И 18 и 20, а на третьи — импуль- 1{) сы V и 7 с выходов схем ИЛИ 2б и

27, На выходах схем И 22 и 23 обра3 уются импульсы / и V длитель ности которых t è t равны 45

Veg

kln ——

V46

kln — —.

Эти импульсы поступают на выходы вычислительного устройства 28, где реализуется алгоритм вычисления по формуле

А k {с -t ) =k k{ln — — — ln — — ) V

2 ф,> где А — значение величины выходного сигнала, соответствующей значению измеряемого параметра, k, 1 „ — коэффициент пропорциональности.

Изобретение позволяет повысить точность определения концентрации анализируемого продукта-биомассы микроорганизмов в процессе производства белково-витаминного концентрата из нормальных парафинов нефти в 2 раза.

Фотометрический анализатор, содержащий источник излучения, по ходу лучей которого последовательно расположены элементы формирования световых потоков, модулятор со светофильтрами и первым формирователем синхронизирующих импульсов, кювета и приемник излучения, четыре устройства запоминания, выходы которых соединены с соответствующими входами синхронного коммутатора, четыре схе-: мы И, вторые входы которых объединены, а первые входы подключены к соответствующим четырем выходам регистра сдвига, первый вход которого подключен к первому формирователю синхронизирующих импульсов, а также амплитудно-временной преобразователь и вычислительное устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй формирователь . синхронизирующих импульсов, первая и вторая схемы ИЛИ, а также пятая и шестая схемы И, при этом выход приемника излучения подключен к входам устройств запоминания, первый формирователь синхронизирующих импульсов подключен к вторым объединенным входам первой, второй, третьей и четвертой схем И, второй формирова=тель синхронизирующих импульсов подключен к второму входу регистра сдвига, первый и второй выходы регистра сдвига подключены соответственно к первому и второму входам первой схемы ИЛИ, а третий и четвертый выходы регистра сдвига — к первому и второму входам второй схемы ИЛИ, выход первой схемы И подключен к управляющему входу первого устройства запоминания, а также к второму входу пятой схемы И и первому управляющему входу синхронного коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу амплитудно-временного преобразователя, выход второй схемы И подключен к управляющему входу второго устройства запоминания, выход третьей схемы И подключен к управляющему входу третьего устройства запоминания, а также к второму входу шестой схемы И и второму управляющему входу синхронного коммутатора, второй выход которого соединен с

8802 8 вторым входом амплитудно-временного преобразователя, выход которого подключен к первым входам пятой и шестой схем И, выход четвертой схемы И

5 подключен к управляющему входу четвертого устройства запоминания, а выходы первой и второй схем ИЛИ подключены соответственно к третьим входам пятой и шестой схем И, выходы

10 которых подключены к вычислительному устройству.

,Риг. 2

1318802

lf

«+ ф

Vg

v, Составитель А. Чурбаков

Редактор 0.10ðêoâåöêàÿ Техред B.Кадар Корректор А.Ильин, Заказ 2498/32 Тираж 77б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4