Устройство селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде

 

Изобретение относится к способам контроля процессов очистки нефтесодержащих сточных вод. Оно позволяет уменьшить трудоемкость и повысить точность определения загрязненности воды взвешенными включениями, обеспечивает возможность реализации оперативного технологического контроля с использованием современных средств обработки информации. Анализируемую воду облучают излучением, которое предварительно линейно поляризуют, Из рассеянного водой света выделяют два потока: один - в направлении, близком к перпендикулярному к оси облучения, а другой - под углом 10 - 20 „ Из потока рассеянного света, близкого к перпендикулярному, селектируют компоненту, поляризованную в той же плоскости, что и облучаюрдий световой поток, а из другого - компоненту , поляризованную в перпендикулярной плоскости По измеренным интенсивностям этих компонент рассеянного анализируемой водой светового потока судят о концентрациях эмульгированной и суспендированной дисперсий соответственно, 1 ил,, 2 табл. SS (Л 00 о ж О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5))4 01 N 21 47

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4008402/29-25 (22) 29.11,85 (46) 29.02.88. Бюл, У 8 (71) Бакинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) А.Г,Бланк, Ф.А.Абилов, Р,Б.Беленький, Ф.Н.Гаджиев, M.À.Ãàäæèåâà, П.Ш.Даргяхов и А.Х.Зейналлы (53) 535.24 (088.8) (56) Унифицированные методы анализа вод./Под ред. Ю.Ю.Лурье. -M.: Химия, 1971, гл.3.

Беленький Р,Б., Бланк А.Г. Новая методика оперативного технологического экспресс-контроля работы сооружений очистки нефтесодержащих сточных вод.-В сб.: Труды института "Водгео".

Вып.76, M., 1978, с.15-20. (54) УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУСПЕНДИРОВАННОЙ

И ЭМУЛЬГИРОВАННОЙ ДИСПЕРСИЙ В ВОДЕ (57) Изобретение относится к способам контроля процессов очистки нефтесодержащих сточных вод. Оно позволяет уменьшить трудоемкость и повысить точность опредеЛения загрязненности воды взвешенными включениями, обеспечивает возможность реализации оперативного технологического контроля с использованием современных средств обработки информации, Анализируемую воду облучают излучением, которое предварительно линейно поляризуют.

Из рассеянного водой света выделяют два потока. один — в направлении, близком к перпендикулярному к оси облучения, а другой — под углом 10—

20 . Из потока рассеянного света, близкого к перпендикулярному, селектируют компоненту, поляризованную в той же плоскости, что и облучающий световой поток, а из другого — компоненту, поляризованную в перпендикулярной плоскости. IIo измеренным интенсивностям этих компонент рассеянного анализируемой водой светового потока судят о концентрациях эмульгированной и суспендированной дисперсий соответственно. 1 ил., 2 табл.

1377686

Изобретение относится к очистке ,сточных вод нефтедобывающих и нЕфтеперерабатывающих производств и может быть использовано для оперативного технологического контроля и управле ния при эксплуатации сооружений по очистке нефтесодержащих сточных вод.

Цель изобретения — повышение точности определения концентраций в диа- 10 пазоне концентраций до 30 мг/л.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит последовательно установленные на одной оптической оси 15 источник 1 излучения, поляризатор 2, светоделительную пластину 3 системы нормировки, модулятор 4, оптическую систему формирования пучка, состоящую иэ линз 5 и диафрагмы 6, фотометри- 20 ческую кювету 7. С кюветой оптически связаны две фотоприемные системы.

Первая из них расположена под углом о

10 — 20 к оптической оси и содержит поляризатор 8, ось которого ортогональна оси поляризатора 2, и фотоприемник 9, соединенный с регистрирующей системой 10. Вторая фотоприемная

0 система расположена под углом 90 коптической оси и содержит поляризатор 30

11, ось которого параллельна оси поляризатора 2, и фотоприемник 12, соединенный с регистрирующей системой 13. Система нормировки, помимо светоделительной пластины, содержит 35 датчик 14 уровня излучения и блок

15 нормировки, соединенный с обеими регистрирующими системами, с которыми соединена вычислительная система

16, 40

При работе устройства первая фотоприемная система регистрирует деполяризованное излучение, рассеянное о под углом 10 — 20 к направлению падающего на исследуемую среду излучения, а вторая — излучение, рассеянное под углом 90 без нарушения поляризации. Первое излучение характеризует наличие в среде твердых суспендированных примесеи а вто 50 рое — количество эмульгированной .фазы.

Повышение точности селективного определения концентраций суспенди5 рованной и эмульгированной дисперсий достигается за счет того, что измеряемые интенсивности световых потоков линейно пропорциональны концентрационным характеристикам как одной, так и другой определяемых дисперсий.

Это обстоятельство установлено экспериментально.

Как известно, фотоприемник типа

ФЭУ (который нами практически использовался) должен работать в динамическом диапазоне двух порядков изменения интенсивности измеряемого света.

Экспериментальные исследования свидетельствуют, что при расположении фотоприемника под углом 15 ФЭУ может оказаться в режиме насыщения све-. товой характеристики при достижении концентрации суспендированной дисперсии порядка 100 мг/л и более. Кроме того, при -наличии в измеряемой среде эмульгированной дисперсии регулируемый сигнал несколько выше, что еще более увеличивает насыщение фотоприемника. Это, в свою очередь, может привести к увеличению погрешности измерения.

Таким образом, установка фотоприемника под углом от 10 — 20, обеспечивая большую точность измерений при малых концентрациях диспергированной суспензии (вплоть до 30 мг/л), увеличивает ошибку измерения при больших концентрациях.

Выбор углов светорассеяния, на которых измеряется интенсивность деполяризованной компоненты рассеянного излучения, обусловлен тем, что в диа.пазоне углов 10 - 20 достигает максимального значения отношение сигнал/шум.

В табл.1 показаны значения указанных отношений для разных концентраций дисперсий при углах светорассеяния, близких к оптимальным.

В этих измерениях регистрируемым сигналом является суперпозиция интенсивностей деполяризованных компонент суспендированной и эмульгированной дисперсий, а шумом — интенсивность компоненты только эмульгированной дисперсии.

Как видно из табл,1, на углах расо сеяния менее 10 интенсивность измеряемого сигнала имеет нелинейную зависимость от концентрации суспендированной дисперсии.

В табл,2 приведены эксперименталь- ные результаты измерения содержания суснендированной и эмульгированной дисперсий в воде.

1377686

Таблица 1

Угол светорассеяния, град

Концентрация, мг/л

5 10 15 20 30

67 54

88 101

5-6

50 — 52

100 — 105

36 22 13

94 73 37

101 101 89 54

Приведенные данные наглядно свидетельствуют о, достижении положительного эффекта при использовании изобретения. Простота его практической,реализации обеспечивает перспективу широкого применения этого устройства для технологического контроля процесса очистки нефтесодержащих сточнь1х вод. При этом открывается также реальная возможность использования современной вычислительной техники, например, микроЗВМ, с получением соответствующих управляющих воздействий на органы управления процессов в ре- 15 жиме автоматической оптимизации.

Достижение другого показателя тех:нико-экономической эффективности - повышения точности селективного определения искомых концентраций дисперсий >р обеспечивается за счет того, что измеряемые интенсивности рассеянных световых потоков по всем указанным направлениям пропорциональны концентрационным характеристикам обоих дисперсий 25 для указанных концентраций.

Формула изобретения

Устройство селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде, содержащее последовательно установленные на одной оптической оси источник излучения, первый поляризатор, оптическую систему формирования пучка, фотометрическую кювету с анализируемой средой, а также оптически связанную с кюветой фотоприемную систему, содержащую второй поляризатор с фотоприемником, соединенным с регистрирующей системой, причем ось ч второго поляризатора ортогональна оси первого поляризатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения в дйапазоне концентраций до 30 мг/л, оно дополнительно содержит систему нормировки, модулятор, вычислительную систему и вторую фотоприемную систему, соединенную с второй регистрирующей системой и расположенную под углом 90 к оптической оси, причем ось поляризатора второй фотоприемной системы параллельна оси первого поляризатора, первая фотоприемная система располоо жена под углом 10 — 20 к оптической оси, модулятор установлен между первым поляризатором и оптической системой формирования пучка, система нормировки содержит светоделительную пластину, установленную между первым поляризатором и модулятором и оптически связанную с датчиком уровня излучения, соединенным с блоком нормировки, который соединен с первой и второй регистрирующей системой, а каждая из регистрирующих систем соединена с вычислительной системой.

1377686

Таблица 2

Смесь

65 депоЭмуль- Суспенсия С зия С

Эмульсия Суспензия ляризов. компонен. пон, 13,5

100

10

110

0,3

0,1

30

60

9,5

14

115

97,5

Составитель В. Калечиц

Техред А. Кравчук

Редактор М.Товтин

Корректор О. Кравцова

Подписное

Заказ 862/37

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Истинная концентрация дисперсий, мг/л

100 0

50 50

100 100

Показания измерительного прибора при измеренных на углах рассеивания, мВ о о

90 поля 15 деризов. полярикомпон. зов.ком

Концентрация дисперсий, определенная по калибровочным графикам,мг/л