Устройство селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной дисперсий в воде

 

Изобретение относится к .области контроля процессов очистки нефтесодержащих сточных вод. Цель изобретения - уменьшить трудоемкость и повысить точность определения загрязненности воды взвешенными включениями Анализируемую воду облучают излуче- - нием, которое предварительно линейно поляризуют„ Из рассеянного света выделяют два потока: один - в направлении 90° к оси облучения, а другой - под углом 160 - 170 . Из первого потока селектируют компоненту, поляризованную в той же плоскости, что и падающий световой поток, а из второго - компоненту, поляризованную в перпендикулярной плоскости Расчеты углов оптимизированы для концентраций примесей 30 - 100 мг/л 1 ил,, 2 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 N 21/47

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (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, P.Á.Áå- . ленький, Ф.Н.Гаджиев, N.À.Гаджиева, П.Ш.Даргяхов и А.Х.Зейналлы (53) 535.24 (088.8) (56) Унифицированные методы анализа вод./Под ред. Ю.10.Лурье.-М.: Химия, 1971, гл.3.

Беленький Р.Б. и Бланк А.Г. Новая методика оперативного технического экспресс-контроля работы сооружений очистки нефтесодержащих сточных вод.В сб.: Труды института "Водгев", Вып.76, N., 1978, с.15-20. (54) УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕДЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУСПЕНДИРОВАННОЙ

И ЗКЛЬГИРОВАННОЙ ДИСПЕРСИЙ В ВОДЕ (57) Изобретение относится к,области контроля процессов очистки нефтесодержащих сточных вод. Цель изобретения — уменьшить трудоемкость и повысить точность определения загрязненности воды взвешенными включениями.

Анализируемую воду облучают иэлуче- ° нием, которое предварительно линейно поляризуют. Из рассеянного света выделяют два потока. один — в направлении 90 к оси облучения, а другой— под углом 160 — 170, Из первого потока селектируют компоненту, поляризованную в той же плоскости, что и падающий световой поток, а иэ второго — компоненту, поляризованную в перпендикулярной плоскости. Расчеты уг- лов оптимизированы для концентраций примесей 30 — 100 мг/л. 1 ил., 2 табл.

1377687

При работе устройства первая фотоприемная система регистрирует деполяризованное излучение, рассеянное под о углом 160 — 170 к направлению падаю- 45 щего на исследуемую среду излучения, а вторая — излучение, рассеянное под углом 90 без нарушения поляризации.

При этом первая величина характеризует наличие в среде твердых (суспен- 50 дированных) примесей, а вторая — ко. личество эмульгированной жидкой фазы.

Повышение точности селективного определения концентраций суспендированной и эмульгированной фаз достига- 55 ется за счет того, что измеряемые интенсивности световых потоков линейно пропорциональны концентрационным характеристикам как одной, так и другой

В этих измерениях регистрируемым сигналом является суперпозиция интенсивностей деполяризованных компонент суспендированной и эмульгированной дисперсий, а шумом — интенсивность компоненты только эмульгированной дисперсии, Из табл.1 видно, что при о углах светорассеяния более 170, а о также менее 160 уменьшается отношение сигнал/шум за счет различных форм индикатрис деполяризованных компонент интенсивностей светорассеяния суспенИзобретение относится к очистке сточных вод нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств и может быть использовано для оперативного технического контроля и управления при эксплуатации сооружений по очистке нефтесодержащих сточных вод.

Цель изобретения — повышение точности определения концентраций в диа- 10 паэоне 30 — 100 мг/л.

На чертеже представлена схема установки.

Устройство содержит последовательно установленные на одной опти- 15 ческой оси источник 1 излучения, поляризатор 2, светоделительную пластину 3 системы нормировки, модулятор

4, оптическую систему формирования пучка, состоящую из линз 5 и диафраг- 20 мы 6, фотометрическую кювету 7. С кюветой оптически связаны две фотоприемные системы. Первая из них располоо жена под углом 160 — 170 к оптической оси и содержит поляризатор 8, ось ко- 25 торого ортогональна оси поляризатора

2, и фотоприемник 9, соединенный с регистрирующей системой 10. Вторая фотоприемная система расположена под о углом 90 к оптической оси и содер- 30 жит поляризатор ll, ось которого параллельна оси поляризатора 2, и фотоприемник 12, соединенный с регистрирующей системой 13. Система нормировки помимо светоделительной пластины 35 содержит датчик 14 уровня излучения .и блок 15 нормировки, соединенный с обеими регистрирующими системами, с которыми соединена вычислительная система 16. 40 определяемых дисперсий, что установлено экспериментально.

Как известно, фотоприемник типа

ФЭУ (который нами практически использовался) должен работать в динамическом диапазоне двух порядков изменения интенсивности измеряемого света. Результаты экспериментов свидетельствуют что при расположении фотоприЭ о емника под углом 165 ФЭУ не оказывается в режиме насыщения световой характеристики при достижении концентрации суспендированной днсперии порядка 100 мг/л. Кроме .того, при наличии в измеряемой среде эмульгированной дисперсии регулируемый сигнал несколько выше, что еще более увеличит насыщение фотоприемника. Это, в свою очередь, может привести к увеличению погрешности измерения.

Таким образом, когда угол установки фотоприемника находится в предео лах 160 — 170, обеспечивается измерение концентраций суспендированной компоненты более 30 мг/л с меньшей погрешностью, так как при достижении концентрации даже до 100 мг/л и более регистрируемый сигнал оказывается в линейном динамическом диапазоне световой характеристики ФЭУ. В то же время измерение малых концентраций (менее 30 мг/л) затруднено маскирующим влиянием темновых шумов аппаратуры.

Выбор углов светорассеяния, на которых измеряется интенсивность деполяризованной Компоненты рассеянного излучения, обусловлен тем, что в диапазоне углов 160 — 170 достигает максимального значения отношение сигнал/шум.

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

1377687

Таблица 1

Угол светорассеяния, град

Концентрация, мг/л

150 160 165 1?О 175

16 15

16 16

14 1217

5 — 6

50 — 52

100 -105

19 18

18 20

18.дированной и эмульгированной дисперсий.

В табл.2 приведены экспериментальные результаты измерения содержания суспендированной и эмульгированной

5 дисперсий в воде.

Приведенные данные иллюстрируют достижение положительного эффекта при использовании изобретения. Простота его реализации обеспечивает перспективу широкого применения устройства для технологического контроля очистки нефтесодержащих вод. Достижение другого показателя — обеспечение селективности измерений за счет выбора углов регистрации рассеянного излучения — также следует из таблицы 2 (последние два столбца).

Формула изобретения

Устройство селективного определения концентраций суспендированной и 25 эмульгированной дисперсий в воде, содержащее последовательно установлен-. ные 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 второго поляризатора ортогональна оси первого поляризатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения в диапазоне концентраций

30 — 100 мг/л, оно дополнительно содержит систему нормировки, модулятор, вычислительную систему и вторую фотоприемную систему, соединенную с второй регистрирующей системой и распоо ложенную под углом 90 к оптической оси, причем ось поляризатора второй фотоприемной системы параллельна оси первого поляризатора, первая фотоприемная система расположена под углом о

160 — 170 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 и блоком нормировки, соединенным с первой и второй регистрирующей системой, а каждая из регистрирующих систем соединена с вычислительной системой.

1377687

Таблица 2

Концентрация дисперсий, (no калибровочным графикам),мг/л

Смесь

15о

Эмульсия

Эмульсия С

Суспензия С, Суспензия поляризов. еполяизов. омпонен компонен

100

13,5

1 0

110

92 .0

0,3

9,5

30

115

14

100

Составитель В.Калечиц

Техред А.Кравчук редактор М.Товтин

Корректор В.Гирняк

Заказ 862/37 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Истинная концентрация дисперсий, мг/л

2 100

3 50

4 100

Показание измерительного прибора при измерениях на углах светорассеяния, мВ, 165 деполя:.PHSQBo компонен

49 50

97,5 98