Устройство для определения концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах

 

Назначение: устройство предназначено для определения концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах и может быть использовано , например, в молочной промышленности при определении отдельных компонент. Сущность изобретения устройство содержит выносной датчик представляющий собой рефлектометрический волоконный зонд, выполненный в виде набора передающих и принимающих световодов, настроенных на измерение различных компонент анализируемой системы выходной торец передающего и входной торец приемного световодов образуют средство контроля, вводимое в исследуемую пробу Стабилизацию светового потока осуществляют за счет применения обратной связи, обеспечиваемой дополнительным световодом При этом световой поток от источника света модулируют промежуточной частотой и принимают с помощью размещенного в блоке регистрации частотно-избирательного приемника , настроенного на эту частоту 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

K ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации ио натентам и товарным знакам (21) 5025230/13 (22) 3161.92 (46) 30.11.93 Бюл. Ия 43-44 (71) Малое предприятие Опытное конструкторское. бюро "Сенсор" (72) Юдин ИЛ. (73) Юдин Игорь Леонидович (84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТ ВЗВЕСЕЙ В МНОГОКОМПОКЕНТНЫХ СИСТЕМАХ (57) Назначение: устройство предназначено для определения концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах и может быть использовано, например, в молочной промышленности при определении отдельных компонент. Сущность (в) RU (и) 2ОО3974 С3. (51) 5 О 01 Х ЗЗ 04 изобретения: устройство содержит выносной датчик представляющий собой рефлектометрический волоконный зонд, выполненный в виде набора передающих и принимающих световодов, настроенных на измерение различных компонент анализируемой системы, выходной торец передающего и входной торец приемного световодов образуют средство контроля, вводимое в исследуемую пробу. Стаби-. лизацию гветового потока осуществляют за счет применения обратной связи, обеспечиваемой дополнительным световодом. При этом световой поток от источника света модулируют промежуточной частотой и принимают с помощью размещенного в блоке регистрации частотно-избирательного приемника. настроенного на эту частоту. 2 ип.

2003974

50 рования импульсов. другой посредством э блока перемещения пробы относительно

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам оптического анализа мнагокомпонентных растворов, и может быть использовано для автоматического определения концентрации компонент, входящих в состав многокомпонентных растворов, таких, например, как молоко.

Известные устройства для определения содержания концентрации компонент взвесей имеют низкие технологические возможности, высокую погрешность измерений, ограничение диапазона контролируемых компонент, небольшое быстродействие— время получения результатов анализа с помощью подобных устройств является довольно длительным.

Известен прибор для определения свойств веществ 0СС-76, например молочно-белкового сгустка, по разности светопоглощающих способностей, содержащий электроиэмерительную схему, вторичный прибор и датчик, включающий источник света, измерительный и эталонный каналы, светочувствительные элементы. блок сравнения и усиления, причем для обеспечения компактности прибора и удобства пальэования датчик выполнен выносным, для чего снабжен герметичным корпусом, в нижнюю часть последнего вмонтированы два цилиндра из прозрачного материала, при этом измерительный канал размещен в цилиндрах, а эталонный канал и блок сравнения и усиления — в корпусе fl).

Однако данный прибор, фиксируя изменение прозрачности молока, не дает возможности определять концентрации, отдельных компонент, входящих в состав молока, таких, например, как белок, жир, лактоза, Известно также устройство для количественного определения содержания компонентов молока, содержащее расположенные на одной оптической оси источник ИК-излучения, кюветный блок, фотоприемник, блок управления и синхронизации, подключенный к первому входу вычислителя, выход которого связан с блоком индикации, блок уменьшения диаметра светового потока и полихроматор, связанный с вычислителем через последовательно расположенные блок фотоп реобраэователей и блок страбирования и экстраполяции и посредством последовательна размещенных фотоприемника, регистратора импульсов и блока суммирования импульсов, при этом один из выходов блока управления и синхронизации подключен к блоку суммисветового потока связан с кюветным блоком. причем регистратор импульсов подсоединен к блоку стробирования и экстраполяции, блок уменьшения диаметра светового потока размещен перед кюветным блоком, а за последним на оптической оси расположен палихроматор (2).

Данное устройство позволяет производить благодаря рассеянию на жировых частицах прямой подсчет количества жира в образце молока, при этом измерение количества жира осуществляют на длине волны прозрачности воды, а остальных компонентов — белка и лактоэы — на характеристической для каждого из компонентов длине волны.

Однако данное устройство, являясь стационарным, позволяет производить измерения только в лабораторных условиях, что значительна сокращает возможность его использования непосредственно в производственных условиях.

Предложенное устройство позволяет избежать указанные выше недостатки и создать легкий и компактный прибор для измерения концентрации различных компонент, входящих в многокомпонентные системы, встраиваемый в любую технологическую цепочку.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что устройство для определения концентрации компонент взвесей в многакомпонентных системах, содержащее блок управления, блок индикации и источник света, оптически связанный с фотоприемникам, подключенным к регистратору, для обеспечения компактности снабжено дополнительным фотоприемником, дополнительным светаводом и выносным датчиком, выполненным в виде набора передающих и приемных световодов, обьединенных в рефлектометрический волоконный зонд, выходной торец передающего световода и входной торец приемного световода представляет собой средство контроля, причем световоды обеспечивают возможность оптической связи соответственно дополнительный светавод — между источником света и дополнительным фотодатчиком, передающий световод — между источником света и средством контроля, приемный световод — между средством контроля и фотодатчиком, при этом блок регистрации содержит усилитель, связанный через фильтр с фотоприемником, а через детектор — c блоком индикации. блок управления состоит из последовательно соединенных источника опорного напряжения. лемента сравнения и модулятора. причем к последним и усилителю подключен блок пи2003974 (56) Авторское свидетельство СССР

К. 609090. кл. 6 01 К 33/04, 1976, Авторское свидетельство СССР

N. 1070472, кл. G 01 N 33t04, 1982.

Формула изобретения набор передающих и приемных световоУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ дов, обьединенных в рефлектометрический

КОНцЕНТРАцИИ КОМПОНЕНТ ВЗВЕСЕЙ волоконный зонд, выходной торец передаВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМА ющего и входной торец приемного светосодержащее блок управления, блок инди- водов которого представляют собой кации и источник света, оптически связан- 55 средство контроля, причем световоды выный с фотоприемником, подключенным к "ол"ены. с возможностью обеспечения опрегистратору, отличающееся тем, что оно ™ческои связи . соответственно снабжено дополнительным фотоприемни- дополнительный световод - между источком, дополнительным световодом и вынос- "иком света и дополнительным фотодатчиным датчиком, представляющим собой ком передающий световод - меж между тания. элемент сравнения подсоединен к дополнительному фотоприемнику. а модулятор связан с источником света.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг,2 — электрическая часть устройства.

Устройство для определения концентрации компонент взвесей в многокомпонентных растворах содержит смонтированные в корпусе 1 источник 2 света, фотоприемник

3, дополнительный фотоприемник 4, передающий световод 5. приемный световод 6.

Световоды обьединены в общий жгут и составл я ют рефлектометрический волоконный зонд 7, который в свою очередь может содержать набор передающих и принимающих световодов, настроенных на измерение разных компонент анализируемой жидкости, Выходной торец передающего световода и входной торец приемного световода представляют собой средство 8 контроля, вводимое непосредственно в анализируемую среду. В корпусе размещен блок управления 9, блок 10 регистрации. блок 11 питания, блок 12 индикации. Стабилизацию светового потока осуществляют за счет применения обратной связи, обеспечиваемой дополнительным световодом 13. При этом световой поток от источника 2 света модулируют промежуточной частотой и принимают с помощью размещенного в блоке регистрации частотно-избирательного приемника, настроенного на эту частоту, Блок 9 управления содержит источник 14 опорного напряжения, элемент 15 сравнения, связанный с дополнительным фотоприемником 4, модулятор 16, связанный с элементом сравнения и источником света. Блок 10 регистрации содержит усилитель 17, связанный через фильтр 18 с фотоприемником 3 и через детектор 19 с блоком 12 индикации.

Анализируемый раствор, например молоко, наливают в емкость 20, куда вводят зону контроля рефлектометрического Bofloконного зонда.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый раствор, например молоко, или какая-либо другая многокомпоне пная система, содержащая компоненты взвеси А, В, С и т.д., подвергается исследованию при введении зоны контроля рефлектометрического волоконного зонда, Источник 2 света, например светодиод, выбирают с длиной волны для определенной

KoMnoHeHThl, исходя из условия, что Х > а . где а0 — характерный размер частиц компоненты, например В, излучение от источника

2 света направляют через передающий световод 5 в анализируемый раствор, Свет рассеивается в обратном направлении той компонентой, для которой выполняется условиеЛ > а0. Световой поток, рассеянный этой компонентой, через приемный световод 6 поступает в фотоприемник 3, сигнал с которого, пропорциональный концентрации данной компоненты, через блок 10 регистрации выводят в удобном для восприятия виде на индикатор блока 12 индикации. Дополнительный световод, обеспечивающий оптическую связь между источником света и дополнительным фотоприемником, образует обратную связь, обеспечивая таким образом стабилизацию светового потока.

Таким образом, выбирая характеристическую для каждой из компонент длину волны, данное устройство позволяет определить концентрации каждой из компонент, входящей в исследуемый раствор.

Устройство позволит производить экспресс-анализ взвесей в том числе и молока, в любых количествах, как непосредственно на производстве, в технологическом потоке, так и в полевых условиях. Оно компактно, просто в изготовлении и в обслуживании.

2003974 соединенных источника опорного напряжения, элемента сравнения и модулятора, причем к последним и усилителю подключен блок питания, элемент сравнения подсоединен к дополнительному

5 фотоприемнику, а модулятор связан с источником света.

fC 1

1,, Py gf

3п! ЦзйпОпДОРмнипч "; д,. (рд(р р у, у

bYYg8

Составитель И,Юдина

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Л.Павлова

Корректор О.Кравцова

Заказ 3323

Тираж Подписное

НПО П с

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Ге арина, 101 источником света и средством контроля, приемный световод - между средством контроля и фотодатчиком, при этом блок регистрации содержит усилитель, связанный чеоез фильтр с фотоприемником, а через детектор - с блоком индикации; блок управления состоит из последовательно

1 1