Фотоэлектрический нефелометр

 

Изобретение относится к приборам контроля и измерения концентрации пыли в газовых средах и прозрачности жидкостей в различных технологических процессах оптическим методом. Цель изобретения позволяет повысить точность измерений путем исключения погрешности, обусловленной влиянием помехи, за счет синхронного фильтрования полезных сигналов и стабилизации усредненного значения эталонного сигнала. Устройство содержит оптически связанные источник излучения, формирователь опорного и измерительного каналов, модулятор, измерительную кювету, установленную в измерительном канале, схему сведения потоков изучения, последовательно включенные фотоприемники, масштабный усилитель, схему привязки уровня, первый аналоговый ключ, синхронный фильтр, регулируемый усилитель, синхронный детектор и индикатор, а также последовательно включенные задатчи, схему сравнения по первому входу, второй аналоговый ключ и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, блок синхронизации, связанный с модулятором, при этом первый выход блока синхронизации подключен к управляющим входам схемы првязки уровня и первого аналогового ключа, а второй выход - к управляющим входам синхронного фильтра, синхронного детектора и второго аналогового ключа, выход регулируемого усилителя подключен к второму входу схемы сравнения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 21/61

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4226635/24-25 (22) 26.01.87 (46) 30. 10.89. Бюп. N 40 (72) Г.А. Дубров, С. У.Мис ур агин, В.С. Горобурдо, И.Ю. Григаленок, В.И.Урода и Л.И.Помахаева (53) 535. 36 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1163 158, кл . G 01 .Х 1/44, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Н - 1121607, кл. С 01 J 21/61, 1982. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НЕФЕЛОМЕТР (57) Изобретение относится к приборам контроля и измерения концентрации пыли в газовых средах и прозрачности жидкосгей в различных технологических процессах оптическим методом. Цель изобретения позволяет повысить точность измерений пугем исключения погрешности, обусловленной влиянием помехи, за счет синхронного фильтрования полезных сигналов и стабилизации усредненного значения эталонного сигнала. Устройство содержит оптичесИзобретение относигся к приборам для измерения запыленности газовых и жидких сред оптическим мегодом и можег быть использовано для контроля и измерения концентрации пыли, примесей, прозрачности жидкости в различных технологических процессах, а также в системах охраны окружающей среды.

„„SU„„1518733 A 1

2 ки связанные источник излучения, формирователь опорного и измерительного каналов, модуля тор, измерительную кювегу, установленную в измерительном канале, схему сведения потоков излучения, последовательно включенные фотоприемники, масштабньп» усилитель, схему привязки уровня, первый аналоговый ключ, синхронный фильтр. регулируемый усилигель, синхронный детектор и индикатор, а также последовательно включенные задатчик, схему сравнения по первому входу, второй аналоговый ключ и ингегратор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, блок синхронизации, связанный с модулятором, при эгом первый выход блока синхронизации подключен к управляющим входам схемы привязки уровня и первого аналогового ключа, а второй выход — к управляющим входам синхронного фильтра, синхронного детектора и второго аналогового ключа, выход регулируемого усилителя подключен к второму входу схемы сравнения. 1 ил.

Цель изобретения — повьппение точности измерений путем исключения погрешности, обусловленной влиянием наводок на фотоприемник и чувствительный вход масштабного усилителя, шумов фотоприемника и масштабного усилиъ еля, быстропеременной нестабильности потока излучения.

1518733

: ..>01>.> >:;; i функцп,> ладь<е): . e;ег<) фn < элекгр((чес»fb>

Ког».: <)((!0 : .ий iiефелометр ра<б>О- gp та.- . ». .; . о<> аэn>t

)й свегo)In!i IIO! ок н< точ;.((к:. t (<;, .Jil я I!ocтупает на формиГОГ . т 1(ЗМЕРнтЕЛЬ»<-ГО

> i! T!i,«т, > а " т(Я(0 дИ(! !IO i ОК

i:.:i! i: ii!.! " f O«TLIX II 0 f 0ÊiI

-;,-. (.;:-,)т (<;(»> )i ",Г i а:0»улятnp 3, МОpn > "<

), ii . ) 0 )И, 1 . 1! 0

<т,; Лт=ifnbi ),. )<В<)(Е., 0)<: "; > (::ес(i! Il t )J, ;>- (ометр соде1> 5

)>«1<> ;,:; !, i < 1 >l > ««н((ь!«е ис гочник 1 и-:<, »:: .., ..,:;,

И ..::; . > <;»О .,;:H:а(<Оп ИЗЛУЧЕ(((Ы, Мвд;!IIi!00, <Зл(срИЧ ЕЛЬ(!уЮ КЮВЕГу 4, уС Г,>;(ОВ1(С.(1(, Лэ В (тэьteptf ЕЛЬПОМ КаиаЛЕ, 1р схему 5 сведения потоков излучения опорного и .. !Op((i ельногп каналов, ПОСЛЕДОВаl Ечт,;tn ВКЛ<0 !ЕННЫЕ фОтОПРИЕМник б, и=,!.!1(eît!Lß успп((тель 7 н схему

8 привязк! уровня, госледовательно 15 включен»ые реву .шруе (ый усилит< -(ь 9, cHilxp >lIiib ..i:! eI el(f op С il 1(»дик«1ТОр 1 1 а г;-! 0«(! - 0<), <(((к 1?! схему 13 срав((е—

Iп<» JTI!t !° :! i !> "< ") ко opnli пОдкл<0>i<ен к вы,(о>(у рог ° .11(ь ут-!<Огn усшште(1я 9, а 20 втсрой в" n", —;: эадат<(пку 12, пг с "тедо. ва -(,;...<:е»ние г р тый ана.;

k bii! (HI!0 i ) i С((itX,) <)". ti,.!!! ф (>(Ь! P вьг.од к«i ".;.. т:Одклю.-(н к:ход ° . erym<ò) . е(,г., i -(><»»ге (>("., Ti:Од пот в -го 25 а!(0!!0> <>т) ) .. ) 1 - « t» > «0110 lе((". 1 (О ), С " : ) л (t(!! >Я 01 tf «) (ЗОВ((Я ПО ° (- <О

В а i C I !i: ) "; ) !lif>ie «)тОP 0>Й ан«1 1 ОГО

1)ь>>! 1;)<(:: tllтс pа гог 17 вь1ход

КОГОР:;,;,: <ЕН К;.(!РаВЛЯ(0ЩЕМУ 30 вх -> . !) 0> !t, е!!Ого у" пл .(теля 9, а

HХ0! „т:>.р: т O «т;.Jin. 1-„! n КЛЮЧа 16 к вь! ;.i . < . «>! 1.> ci . t !i!!etfHJT блок 18 си><,00 l! > c «it i) JTTT !!l с мод«> .)(Л70 ром 3,; . ),, i ..ыхо;:- .10ка 18 ciiiixpolltfза!<1,>< tto. v>H!»Te (., у!(равляющим входам схе.!i>i 8 1«Р»«<з;1 У).- -.-., к:по-!c« 14 а его второй

BbtVOII —.. ;!iP (."(«т!0 !!iti З, ДаЛ1 CIIHXPOII ! IОГО <. IL!i )!> 1 1. < <(Н .;.1(1(ОГО до f -Кто <1р ра 1С .. «тc;o. о аналогo>-,nfо ключа 16.

(ъ 2 cTI<)pttni и измерите<1<,1<о, <) < (1«) s изтlу .; С(в(я и схc. tLT

СВЕДа:::.т(; < >: ХОВ:(Э. У-(ЕНПЯ МОГУТ ЬГ! 1.

РЕЯЛ(1:-,;,»; », . !!..(!1((>> - Я.i ii! o!»!o к Iic гочнику »злу— т(Е(т!(Я Цт .. (i i 0ñò 0(та<> .<(ЛЕЛЪНЫХ ПОЛУ про".).-, « . рк(.-I !9 !! глу.хих ->грка(1 пройдя через измерительную кювету

4 и схему 5 сведения потоков излуче-! ля, а эталонный поток — схему 5 све.деви(я потоков I(3JI (eI(IIJT поступают на фотоприемник б попеременно с промежутками. Таким образом, на фотоприемник б последовательно поступают гри уровня сигналОв: сравнительный, эгалонньп(и измеряемый, Иасшгабный усили гель 7 усиливает сигналы, полученные с фо" îïðèåìíèêà 6 с таким коз44)ициентом усиления, что эталонный и сравнительный сигналы совместно с максимально возможной помехой укладываются в его динамический диапазон.

Схема 8 привязки уровня приводит в соотвеfcтвие с нулевым (общим) уров»ел! схемы устройства сравнительный сигнал . С выхода схемы 8 привязки уровня сигналы через первьп аналогов(-ri ключ 14 поступаюг на синхронный

<рильтр 15, с выхода которого отфильтp0aaifItbTe от помех эталонньп1 и измеряелп(й сигналы поступают на регулируемый усилитель 9. Первьп1 эталонный ключ 14

n:гключает вход синхронного фильтра

15 о> схемы 8 привязки уровня в моменгы времени, когда производится привязка уровня и на выходе схемы 8 привязки уровня имеется нулевой уровень, что приводит к увеличению значений полез:.,ix эгалонного и измеряемого сигналов а выходе синхронного фильтра 15 при. зн читальной части времени привязки уровня. 3то, с одной стороны, снижает влияние на .гочность измерений ошибок, вносимых последующими устройствами (1(аПРИМЕР> ДРЕйфа НУЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ус .Лителя 9), а с другой стороны, позволяет повысить гочность привязки.

Сигналы с 1зыхода регулируемого усили;еля 9 и опорный сигнал с задатчика

12 поступа(0! на схему 13 сравнения, с ьы«хода которой разность напряжений между эталонным сигналом с выхода регулируемого усилигеля 9 и опорным сигналом с задатчика 12 через второй аналоговый ключ 16, который включается на время появления эталонного сигнала на выходе регулируемого усилителя

9, посгупает на вход ингегратора 17, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход регулируемого усипителя 9. Таким образом, коэффициент переда«(и регулируемого усилителя 9 пзменяе.гся до rex пор, пока усредненн. я вели шна эталонного сигнала на выходе регулируемого усипителя 9 не ста5 151873 нет равной значению опорного сигнала с задатчика 12. Так как сигнал помехи значительно ослаблен синхронным фильтром 15, то на выходе регулируемого усилителя 9 он не несет в себе постоянной составляющей, а к переменной составляющей интегратор не чувствителен, поэтому управляющий сигнал с выхода интегратора 17 не зависит от 1р уровня помехи. С выхода регулируемого усилителя 9 сигналы поступают на синхронный детектор 10, который преобразует их в постоянное напряжение, пропорциональное разнице между усред- 15 ненными эталонным и измерительным сигналами. С выхода синхронного детектора 10 сигнал поступает на шгдикатор 11. Блок 18 синхронизации, вход которого связан с модулятором 3, управляет работой схемы 8 привязки уровня, первого аналогового ключа 1 работой синхронного фильтра 15, синхронного детектора 10 и второго аналогового ключа 16. 25

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерений за счет использования синхронного фильтрования полезных сигналов и стабилизации усредненного, а 30 не амплитудного значения эталонного сигнала на заданном уровне, путем изменения коэффициента передачгг измерительного тракта.

Формула изобретения

Фотоэлектрический нефеломе тр, содержащий оптически связанные источник

3 6 излучения, формирователь опорного и измерительного каналов, модулятор, измери гепьную кювету, установленную в измерительном канале, схему сведения потоков излучения опорного и измерительного каналов последовательно включенные фотоприемник, масштабный усилитель и схему привязки уровня, последовательно включенные-регулируемый усилитель, синхронный детектор и индикатор, а также задатчик и схему сравнения, первый вход которой подключен к выходу регулируемого усилителя, а второй вход — к задатчику, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно включенные первый аналоговый ключ и синхронный фильтр, последовательно включенные второй аналоговый ключ и интегратор„ а также блок синхронизации, связанный с модулятором, причем первый выход блока синхронизации подключен К

J управляющим входам схемы привязки уровня и гервого аналогового ключа, вход которого подключен к выходу схемы привязки уровня, второй выход блока синхронизации подключен к управляющим входам синхронного фильтра, синхронного детектора и второго аналогового ключа, вход которого подключен к выходу схемы сравнения, при этом выход интегратора подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, вход которого подключен к выходу синхронного фильтра.

1518733

Составитель Е.Маколкин

Редактор Ю.Середа Техред,П.Сердюкова Корр ек гор 0 Ципле

Заказ 6601/49 Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101