Оптический влагомер

 

Изобретение относится к измерениям параметров материалов, в частности влажности. Целью изобретения является повышение точности измерений . Это достигается использованием в качестве приемно-передающего тракта свётоводного коллектора, выполненного в виде двух коаксиальных цилиндров и цилиндрического стержня в .центре. При контроле жидких и газообразных веществ в приемном торце коллектора -выполняется углубление в виде конуса, а при контроле дисперсных материалов в это углубление вставляется светопроводящий конус из материала , коэффициент преломления которого больше показателя преломления световедущих жил коллектора. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (б)) 4 С 01 N 21/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3838902/31-25 (22) 04.01.85 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Институт оптики атмосферы СО

АН СССР (72) Ю.Д.Копытин, И.А.Тихомиров и В.А.Хан (53) 535.24 (088.8) (56 ) Авторское свидетельство СССР № -561896, кл. G 01 N 21/О1, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 746257, кл. G 01 N 21/01, 1978. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ВЛАГОМЕР (57) Изобретение относится к измерениям параметров материалов, в частности влажности. Целью изобретения является повышение точности измерений. Это достигается использованием в качестве приемно-передающего тракта световодного коллектора, выполненного в виде двух коаксиальных цилиндров и цилиндрического стержня в центре. При контроле жидких и газообразных веществ в приемном торце коллектора выполняется углубление в виде конуса, а при контроле дисперсных материалов в это углубление вставляется светопроводящий конус из материала, коэффициент преломления которого больше показателя преломления световедущих жил коллектора. 1 з.п.ф-лы, а

Ж

2 ил.

1318855

50

Изобретение относится к измерениям параметров различных материалов (жидких, газообразных, сыпучих дисперсных материалов и т.д.) как контактным, так и дистанционным .способами.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена функциональная схема оптического влагомера; на ® фиг.2 - пример использования оптического влагомера для контроля жид- . ких и газообразных веществ.

Оптический влагомер содержит источники 1 и 2 излучения измерительно- 15

ro и опорного каналов, фоконы 3 и 4, световодный коллектор 5 с коническим углублением, светопроводящий конус 6, фотоприемник 7, предварительный усилитель 8, линию 9 задержки, усилите- 20 ли 10 и 11, измерительный блок 12, коммутатор 13, источник 14 питания, параболическое зеркало 15, прозрачный трубопровод 16.

При контроле жидких или газообразных веществ в приемном торце световодного коллектора имеется углубление в виде конуса, вершина которого расположена в фокусе зеркальной линзы, выполненной в виде параболы, а при 30 контроле дисперсных материалов в приемном торце световодного коллектора установлен светопроводящий конус, совпадающий своими размерами с коническим углублением при 1 = 1, где

1 — длина окружности конического yrо лубления; 1„ — длина окружности торца световодного коллектора. При этом светопроводящий конус изготовляется из материала, коэффициент преломления 40 которого больше показателя преломления световедущих жил коллектора.

Источники излучения и 2 соответственно в измерительном и опорном каналах включены параллельно и питаются от блока 14 питания, причем опорный и измерительный источники излучения снабжены фоконами 3, которые вплотную стыкуются с отводами коллектора 5 и предназначены для передачи всего излучения от источников и защиты от проникновения в коллектор 5 посторонних излучений. Излучение от источников опорного и измерительного канала передается с помощью фоконов 3 по отводам коллектора и, распространяясь по коаксиальным цилиндрам коллектора, преломляется в светопроводящем конусе 6 и отражается от исследуемой поверхности, затем передается цилиндрическим стержнем световодного коллектора 5, принимается общим фотоприемником 7, соединенным по выходу с предварительным усилителем 8. Коммутатор 13 каналов соединен по входу с блоком 14 питания, а по выходу — с источниками 1 и 2 излучения.

В зависимости от вида вещества роль кюветы может выполнять сама поверхность исследуемого материала или прозрачный трубопровод 16, по которому транспортируется анализируемая жидкость или газ.

Использование в качестве приемнопередающего тракта излучений световодного коллектора, выполненного в виде двух коаксиальных цилиндров и цилиндрического стержня в центре, светопроводящего конуса с большим показателем преломления, чем у светопроводящих жил коллектора 5, зеркальной линзы, выполненной в виде параболы 15, прозрачного трубопровода 16 позволяет производить перенастройку на любой тип материала и вводить в измерительную полость эталонные образцы для контроля настройки и калибровки оптического влагомера.

При включении оптического влагомера коммутатор 1 3 обеспечивает попеременное включение измерительного и опорного излучающих диодов.

Излучающий диод 1 в измерительном канале излучает в максимуме линии поглощения воды, например 0,76; 0,98;

1,45; 1,94 мкм и т.д., а излучающий диод 2 в опорном канале излучает на длине волны, слабо зависящей от содержания воды.

Излучение. излучающих диодов 1 и 2 в зависимости от вида вещества попадает в трубопровод 16 с анализируемым материалом и проходит его насквозь, затем отражается от зеркальной линзы 15 либо, отражаясь от исследуемой поверхности, собирается на фотоприемнике 7, Сигналы измерительного и опорного каналов поступают с фотоприемника 7, усиливаются в предварительном усилителе 8 и поступают в линию 9 задержки, после которой сигналы измерительного и опорного излучений поступают одновременно в усилители 10 и 11 соответственно, а затем попадают в измерительный блок 12, 3 1318 где по отношению потоков на двух длинах волн определяется влажность контролируемого материала.

Регулировка излучения излучающеro диода 2 в опорном канале осуществля5 ется электрическим путем.

Для установки нуля влагомера, используя эталонный образец, регулируют коэффициент усиления усилителя 11 так, чтобы электрические импульсы f p обоих каналов на выходе линии 9 задержки были равными.

Вторая калибровочная точка, в случае необходимости, может быть установлена при использовании эталона вла-f5 жного материала излучением чувствительности измерительного блока 12. формулаизобретения

1. Оптический влагомер, содержащий источники излучения измерительного и опорного каналов, подключенные к коммутатору каналов, и установленные по ходу излучения параболическое зеркало 25 и фотоприемник, соединенный с усилителем, выход которого подключен к измерительному блоку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше855 4 ния точности, в устройство введен волоконный коллектор, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндров и цилиндрического стержня внутри них, при этом источники излучения измерительного и опорного каналов и фотоприемник оптически связаны с коаксиальными цилиндрами и цилиндрическим стержнем на одном из торцов волоконного кол° лектора соответственно, а в другом приемном торце коллектора выполнено углубление в виде конуса, вершина которого расположена в фокусе параболического зеркала, а длина окружности основания конического углубления равна длине окружности приемного торца коллектора.

2. Влагомер по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности при контроле дисперсных материалов, в коническое углубление приемного торца волоконного коллектора помещен светопроводящий конус,совпадающий своими размерами с углублением, причем п„ пс, где и„ вЂ” показатель преломления материалов волоконного коллектора; и„ вЂ” показатель преломления материала светопроводящего конуса, Фиг.1

1318855

Составитель Ю. Гринева

Техред В.Кадар

Редактор Л.Лангазо

Корректор В.Бутяга

Заказ 250 1/35 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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