Морской турбидиметр

 

Использование: в исследовании нестационарных процессов в придонном слое, где преобладают достаточно крупные частицы неорганического происхождения ( > 50 мкм) с высокими концентрациями ( > 10 г/л), в частности, для отыскания эмпирических зависимостей, описывающих процесс транспорта наносов. Сущность изобретения: морской турбидиметр содержит корпус, ряд турбидиметрических каналов, каждый из которых выполнен в виде источника эталонного напряжения и последовательно соединенных модулятора и источника красного светового излучения, оптически связанного с фотоприемником, который последовательно соединен с усилителем фототока и демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора , ряд тензометрических каналов, блок обработки и блок индикации. Корпус выполнен с двумя опорами, на которых расположены соответственно источники красного светового излучения и фотоприемники турбидиметрических каналов, каждый из которых снабжен дифференциальным усилителем и оптически связанным с источником красного светового излучения фотоприемником обратной связи, который последовательно соединен со вторым усилителем фототока и вторым демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора. Выходы источника эталонного напряжения и второго демодулятора соединены со входами дифференциального усилителя, выход которого подключен ко входу модулятора, выходы демодуляторов образуют выходы турбидиметрических каналов, соединенных с первой группой входов блока обработки, вторая группа входов которого соединена с выходами тензометрических каналов, а выходы блока обработки подключены ко входам блока индикации. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области исследования нестационарных процессов в придонном слое, где преобладают достаточно крупные частицы неорганического происхождения (> 50 мкм) с высокими концентрациями (> 10 г/л), а именно к средствам определения мгновенных концентраций взвешенного в воде материала, и может быть использовано для отыскания эмпирических зависимостей, описывающих процесс транспорта наносов.

Выбор достоверного способа измерения мгновенных значений концентраций взвешенных наносов уже многие десятилетия является одной из основных задач, без решения которой невозможно изучение процесса перемещения твердого материала водным потоком. Актуальность этой задачи в первую очередь объясняется тем обстоятельством, что до настоящего времени отсутствует строгое математическое описание закономерностей движения двухфазного потока. Отыскание же эмпирических зависимостей, описывающих процесс транспорта наносов, невозможно без проведения инструментальных измерений концентрации взвеси.

Для измерения концентрации взвешенных частиц можно использовать батометры-накопители (Золотарев Г.С. Методика инженерно-геологических исследований. - МГУ, 1990, с. 72 - 73). Однако измерение концентрации с их помощью связано с проведением циклов нагнетания-откачки и осреднением по времени за несколько часов, иными словами, они обладают недостаточным быстродействием. В то же время скорость осаждения существенно зависит от быстротекущих процессов: течения, волнения, колебаний гранулометрического состава (Энциклопедический словарь Ф.А.Брокгауза и И.А.Эфрона, С.-П., 1807, т.20а, с.520-521).

Оптические методы имеют инерционность единицы-десятки секунд и являются наиболее быстродействующими. Существуют два основных метода определения концентрации взвешенного в воде материала, базирующихся на оптическом принципе: измерение ослабления потока светового излучения (турбидиметрия) и измерение световой энергии, рассеиваемой частицами под углами, отличными от нулевых по отношению к направлению падающего света (нефелометрия). Нефелометры используются, как правило, для измерения низких концентраций и поэтому непригодны для измерений в береговой зоне моря.

Наиболее близким к предложенному является турбидиметр, в котором для измерения показателя ослабления выбран метод, основанный на непосредственном использовании закона Бугера (Bosman Y.Y. An optical system for investigation sediment concentration measurement. Design and specification of OPCON //Water Loopkundig Laboratory. Delft Hydraulic Laboratory. 1984. Rep. 716. Pt. 4. 43p. - блок-схема прибора приведена на фиг.1). Прибор содержит размещенный в корпусе измерительный канал в виде источника эталонного напряжения и последовательно соединенных модулятора и источника красного светового излучения, оптически связанного с фотоприемником, который последовательно соединен с усилителем фототока и демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, и позволяет контролировать мгновенные значения концентраций взвешенных наносов.

Однако известному турбидиметру присущи следующие основные недостатки: температурная нестабильность из-за изменения характеристик источника света и фотоприемника, а также электронных узлов; зависимость характеристик прибора от старения источника света и фотоприемника.

В указанном источнике информации подробно рассматривается влияние этих факторов на точность результатов измерений и даются рекомендации по стабилизации аппаратных средств. Однако рекомендованный способ стабилизации выходного тока фотоприемника с помощью оптимального магазина сопротивлений не позволяет использовать прибор в широком диапазоне температур, что приводит к необходимости заменять один магазин другим при сезонных изменениях. Это сильно ухудшает эксплуатационные характеристики прибора. Кроме того, известный прибор не фиксирует прозрачность исследуемой среды без взвешенных наносов, осуществляет измерение только в одной точке и не позволяет определить зависимость концентрации взвешенных наносов в измеряемом объеме от возвышений свободной поверхности.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является повышение точности за счет устранения влияния температурной нестабильности электронных компонентов турбидиметра и старения источника света и фотоприемника на стабильность характеристик прибора, а также расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения концентрации на нескольких горизонтах и прозрачности отфильтрованной воды, осуществления параллельных измерений возвышений свободной поверхности.

Указанный результат достигается тем, что известный прибор, содержащий корпус и турбидиметрический канал в виде источника эталонного напряжения и последовательно соединенных модулятора и источника красного светового излучения, оптически связанного с фотоприемником, который последовательно соединен с усилителем фототока и демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, снабжен n дополнительными турбидиметрическими каналами и k тензометрическими каналами, блоком обработки и блоком индикации, при этом корпус выполнен с двумя опорами, на которых расположены соответственно источники красного светового излучения и фотоприемники турбидиметрических каналов, каждый из которых снабжен дифференциальным усилителем и оптически связанным с источником красного светового излучения фотоприемником обратной связи, который последовательно соединен со вторым усилителем фототока и вторым демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, причем выходы источника эталонного напряжения и второго демодулятора соединены со входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу модулятора, выходы демодуляторов образуют выходы турбидиметрических каналов, соединенных с первой группой входов блока обработки, вторая группа входов которого соединена с выходами тензометрических каналов, а выходы блока обработки подключены ко входам блока индикации.

Целесообразно также источники красного светового излучения и фотоприемники турбидиметрических каналов расположить на опорах с возможностью попарного фиксированного перемещения.

При этом источник красного светового излучения турбидиметрического канала может быть размещен в корпусе со светоотражающей внутренней поверхностью, а фотоприемник обратной связи расположен со стороны источника красного светового излучения.

Кроме того, фотоприемник обратной связи турбидиметрического канала может быть соединен с источником красного светового излучения светопроводящим кабелем и расположен со стороны основного фотоприемника.

Целесообразно выполнить источник красного светового излучения турбидиметрического канала с компенсационным излучателем, расположенным в корпусе вместе с фотоприемником обратной связи и объединенным по цепи питания с основным излучателем источника красного светового излучения.

Рекомендуется также в пространстве между источниками красного светового излучения и фотоприемниками по меньшей мере одного из турбидиметрических каналов расположить трубчатый механический фильтр.

При этом размер отверстий фильтра, расположенного между источником красного светового излучения и фотоприемником первого из турбидиметрических каналов составляет 95 - 105 мкм.

Кроме того, датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов может быть размещен на опоре.

Целесообразно также датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов выполнить в виде датчика донных форм.

Рекомендуется также датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов разместить в днище корпуса.

И, наконец, блок обработки может быть выполнен в виде многоканального аналого-цифрового преобразователя, входы которого подключены к первой и второй группе входов блока обработки, а также сумматора, вычитателя и делителя, выход которого образует вместе с дополнительными выходами аналого-цифрового преобразователя, выходы блока обработки, при этом первый турбидиметрический выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом вычитателя, второй вход которого подключен к выходу сумматора, входы которого соединены с остальными турбидиметрическими выходами аналого-цифрового преобразователя, а выход вычитателя подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с донным тензометрическим выходом аналого-цифрового преобразователя.

На фиг.1 схематично изображен, морской турбидиметр, общий вид; на фиг.2 - схема одного из вариантов выполнения блока обработки; на фиг.3 схематично представлены турбидиметрические и тензометрические каналы; на фиг.4 - 7 - размещение источников красного светового излучения 11 фотоприемников в турбидиметрических каналах; на фиг.8 - расположение источников света и фотоприемников в турбидиметрических каналах и одновременно датчика тензометрического канала в корпусе; на фиг.9 - схема прототипа.

Устройство содержит (фиг.1) корпус 1 с опорами 2, между которыми размещены турбидиметрические каналы 3. Блок 4 обработки и блок 5 индикации размещены в корпусе 1. Там же может быть расположен датчик 6 одного из тензометрических каналов, датчик 7 второго из которых закреплен на опоре 2. Датчик 8 донных форм, также являющийся датчиком тензометрического канала, расположен в грунте 9 у подножия опоры 2 и с помощью разъема 10 соединен с одним из входов блока 4, который имеет две группы входов: 11 для группы 13 турбидиметрических и 12 для группы 14 тензометрических каналов соответственно (фиг. 2).

Выходы каналов 3, а также тензометрических каналов с датчиками 6,7 и 8 соединены со входами блока обработки, образованного многоканальным аналого-цифровым преобразователем 15 (на фиг.2 соответствующие тензометрические каналы носят позиционные обозначения соответствующих датчиков) и блоком 16 вычисления. В состав блока 16 входит сумматор 17, выход которого подключен ко входу уменьшаемого вычитателя 18, вход вычитаемого которого соединен с одним из выходов (выход, соответствующий первому или верхнему каналу 3) преобразователя 15, другой выход которого (соответствующий датчику или каналу 8) подключен ко входу делимого делителя 19.

Канал 3 (фиг.3) включает узел 20 формирования светового потока, узел 21 отрицательной обратной связи и измерительный узел 22. Узел 20 включает последовательно соединенные источник 23 эталонного напряжения или тока (в зависимости от используемого источника света), дифференциальный усилитель 24, модулятор 25 и источник 26 красного светового излучения. В состав узла 22 входят последовательно соединенные основной фотоприемник 27, усилитель 28 фототока и демодулятор 29. Узел 21 образован последовательно соединенными демодулятором 30, усилителем 31 фототока и фотоприемником 32 обратной связи. Позицией 33 на фиг.3, 4 - 7 показан поток излучения от источника 26 к фотоприемнику 27, между которыми может быть размещен также фильтр 34 первого канала 3. Седьмым на фиг.3 показан тензометрический канал, в который помимо датчика 7 входит выходной преобразователь 35.

Источник 26 (фиг.4, 5, 7) может быть размещен в корпусе 36 с внутренней зеркальной поверхностью, так что на фотоприемник 32 попадает поток 37.

На фиг. 5 позицией 38 обозначен светопроводящий кабель, по которому световой поток попадает на фотоприемник 32, размещенный со стороны фотоприемника 27.

Устройство может содержать также компенсационный излучатель (источник) 39 света (фиг.6), размещенный вместе с фотоприемником 32 на монтажной плате 40 в корпусе 1 и связанный с источником 26 цепью 41 питания.

Обращенные друг к другу поверхности опор 2 могут быть снабжены направляющими 42 (фиг.8), по которым скользят каретки 43 с возможностью фиксации шариковыми фиксаторами 44 в углублениях 45.

Модулятор 25 с частотой единицы кГц модулирует сигнал, питающий источник 26. Та же частота с выхода синхронизации (с одного или с двух различных) поступает на демодуляторы 29, 30, представляющие собой последовательно соединенные синхронный детектор и выходной фильтр каждый.

Если выполнение и расположение турбидиметрических каналов 3 всегда одинаково, а их число обычно колеблется в пределах 5-8 (при вертикальном размещении турбидиметра каналы 3 должны располагаться в пределах 0-25 см от дна, а при горизонтальном - число каналов просто определяет зону исследования), то расположение, выполнение и число тензодатчиков колеблется в более широких пределах и зависит от задачи, стоящей перед пользователем. Например, в простейшем случае, показанном на фиг.3, устройство содержит шесть каналов 3 и один тензометрический канал, датчик 7 которого закреплен на опоре 2 так, что реагирует на ее изгиб, пропорциональный горизонтальной составляющей волнового давления. В результате, если выполнить блок 4 в виде графопостроителя или просто цифрового или аналогового блока запоминания и хранения информации, с помощью блока 5 может быть отображена зависимость распределения концентрации осадков от горизонтальной составляющей волнового давления. Следует подчеркнуть, что в случае использования блока 4, выполненного в соответствии с фиг. 2, запоминание может осуществляться в блоке 5. Вместе же блоки 4 и 5 можно реализовать в виде преобразователя 15, выходы которого подключены к входной шине персонального компьютера, алгоритм обработки измерительной информации в котором соответствует таковому для блока 16 или отличается от него. Например, при исследовании влияния вертикальной составляющей волнения на процесс осаждения, опоры 2 устройства заглубляются в грунт 9 вертикально, как это показано на фиг.1, а в состав устройства может входить только один тензометрический канал, датчик 6 которого размещается в днище корпуса 1. В этом случае датчик 6 можно выполнить в виде мембранного датчика давления (выше понятие "тензометрический" использовалось в общем смысле, как измеритель усилия давления без конкретизации типа датчика, например, турбидиметр может быть снабжен тензометрическим каналом в виде поверхностного или закрепленного в верхней части корпуса 1 датчика волнения, преобразователь которого размещен в корпусе 1), преобразующего вертикальные колебания воды в электрический сигнал. В этом случае преобразователь 35 может быть выполнен просто в виде усилителя. При этом в качестве блоков 4,5 можно использовать графопостроитель, фиксирующий зависимости (по числу каналов 3) концентрации взвешенных частиц от вертикальной составляющей волнения. Из изложенного очевидно, что назначением блоков 4,5 является обработка выходных сигналов каналов 3 и тензометрических каналов и их представление в виде, удобном для восприятия, причем алгоритм обработки зависит от поставленной задачи, поэтому наряду с простейшими рассмотренными примерами могут использоваться и более сложные алгоритмы обработки измерительной информации. Однако наличие в предлагаемом устройстве сигналов, несущих информацию о распределении концентрации частиц в придонном слое, волновых процессах и донных формах, позволяет получать любые характеристики процесса транспорта наносов и процесса осаждения. Более того, если блок 4 выполнить в виде набора преобразователей электрического сигнала в перемещение (по числу каналов), а блок 5 - в виде подключенных к этим преобразователям перьев самописца и лентопротяжного механизма, оператор, анализируя показания каналов 3 и датчиков 6, 7, 8 сможет воспользоваться одновременно несколькими алгоритмами.

Кабель 38 представляет собой пучок светопроводящих волокон.

Трубчатый механический фильтр 34 представляет собой перфорированную трубку, препятствующую проникновению частиц размером более величины отверстий в измерительное пространство между источником 26 и фотоприемником 27.

В качестве датчика 8 донных форм можно воспользоваться известным датчиком (патент по заявке N 94033290/25-032687 или свидетельство по заявке N 94033291/20-032693), а также обычным датчиком давления, заглубленным в грунт 9.

Выходы преобразователя 15, который может быть выполнен просто в виде набора преобразователей для каждой из входных величин, названы в соответствии с преобразуемыми сигналами. Так выходы, на которых присутствует информация с тензометрических датчиков, названы тензометрическими, а с турбидиметрических - турбидиметрическими. При этом дополнительными выходами преобразователя 15 названы те, что не подключены ко входам блока 16 и прямо поступают на блок 5. В частном случае возможно поступление информации с какого-либо выхода преобразователя 15 и на блок 16 и на блок 5. Первым турбидиметрическим выходом назван выход, на котором присутствует код, пропорциональный выходному сигналу верхнего, т.е. ближайшего к корпусу 1 канала 3, а донным тензометрическим - код, пропорциональный выходному сигналу датчика 8.

Число тензометрических датчиков может быть различным, например, эти датчики могут быть размещены по всей высоте опор 2 и реагировать на горизонтальную и/или вертикальную составляющую колебаний.

Блоки 4 и 5 могут размещаться как в корпусе 1, так и вне его. Кроме того, в корпусе 1 может быть размещен только блок 4.

Устройство работает следующим образом.

Сформированное эталонным источником 23 (фиг.1) напряжение поступает на модулятор 25 через дифференциальный усилитель 24 сигнала ошибки. Модулятор 25 осуществляет модуляцию этого напряжения частотой в несколько кГц. Пульсирующее напряжение управляет источником света 26, роль которого выполняет светоизлучающий диод со встроенным отражающим зеркалом и узкой диаграммой направленности. Модуляция светового потока полностью устраняет влияние засветки при работах на малых глубинах и тем самым существенно уменьшает инструментальную ошибку прибора. Ослабленный поток 33 света, прошедший через зону измерения концентрации, воспринимается фотоприемником 27, сигнал с которого усиливается прецизионным усилителем 28 фототока, демодулируется и фильтруется демодулятором 29 и в аналоговой форме (U_вых) поступает по линии связи в пункт сбора и обработки данных или в корпус 1 на блок 4. Фотоприемник 27 может быть выполнен в виде кремниевого фотодиода с высокой чувствительностью и малой нелинейностью. Угол регистрации светового пучка фотоприемника 27 может быть уменьшен с помощью диафрагмы.

Узел 21 оптической отрицательной обратной связи предназначен для жесткой стабилизации измерительных характеристик турбидиметра. Фотоприемник 32 принимает свет от источника 26 не через исследуемый объем воды, а напрямую. Сигнал с демодулятора 30 подается на второй вход дифференциального усилителя сигнала ошибки 24, управляющего мощностью излучения источника света 26. В результате мощность излучения устанавливается такой, что выходной ток фотоприемника 32 стабилизируется. Воздействие любого дестабилизирующего фактора (старение элементов, изменение температурного режима и т.д.) вызывает изменение сигнала ошибки, что приводит к изменению мощности излучения и восстановлению начального значения тока фотоприемника 32 при новых условиях. Поскольку канал оптической отрицательной обратной связи и измерительный канал (узлы 21,22) идентичны, закономерность стабилизации тока соблюдается и для фотоприемника 27 измерительного канала. Фактором нестабильности здесь может выступить возможный разброс параметров фотоприемников 32 и 27. Однако строгий подбор идентичной пары фотодиодов позволяет свести к минимуму погрешность турбидиметра, связанную с параметрическим разбросом характеристик фотоприемников.

Отраженный от внутренней поверхности корпуса 36 (фиг.4, 5, 7) поток 37 попадает на фотоприемник 32, который вырабатывает сигнал, подвергаемый обработке по схеме, описанной выше. На внутреннюю стенку корпуса 36 свет от источника света 26 поступает через боковые лепестки диаграммы излучения. В этом варианте присутствует один дестабилизирующий фактор: возможный градиент температуры между фотоприемниками 27 и 32, расположенными в разных точках. И хотя расстояние между корпусом источника света 26 и корпусом фотоприемника 27 измерительного канала небольшое (примерно 60 мм), измерение концентрации взвешенного в воде материала при больших температурных градиентах (например, в слое скачка плотности) может привести к дополнительной погрешности измерений.

На фиг.5 показан вариант конструкции, в которой фотоприемник 32 размещен в одном корпусе с фотоприемником 27. Свет от источника 26 подается на фотоприемник 32 с помощью светопроводящего кабеля 38, на светочувствительную поверхность которого свет попадает как и в предыдущем варианте в результате отражения от внутренней поверхности корпуса 36. Разница температур между фотоприемниками 27 и 32 в этом случае сведена до минимума, но конструктивно этот вариант сложнее. Поэтому реализация его оправдана только при условии необходимости получения высокоточных результатов в сложных гидродинамических условиях.

Для большинства же случаев допустим наиболее простой и дешевый вариант стабилизации тока фотоприемников. В этом варианте (фиг.6) фотоприемник 32 канала оптической отрицательной обратной связи расположен в полости корпуса 1 турбидиметра на монтажной плате 40 вместе с другими радиокомпонентами каналов 3 и тензометрических каналов. На этой же плате 40 напротив фотоприемника 32 размещен дополнительный источник 39 света. Электрически дополнительный источник 39 связан с основным источником света 26 по цепи 41 питания. В результате интенсивность света источника 39 связана с интенсивностью света источника 26.

При обработке результатов измерений абсолютное значение наличия взвешенных в воде частиц определяется по разнице показаний между прозрачностью "чистой" воды, за которую можно принять показания первого или верхнего канала 3, и прозрачностью воды с взвесью. Как показали многочисленные исследования, основной вклад в транспорт наносов вносят частицы размером более 100 мкм, наличие в воде частиц с размером менее 100 мкм должно оцениваться как фон. Абсолютное значение концентрации взвешенных частиц с размером более 100 мкм можно получить по разнице показаний между прозрачностью воды с частицами менее 100 мкм и прозрачностью воды с взвесью. Как правило, канал 3 измерения прозрачности отфильтрованной воды размещается в точке, максимально удаленной от дна (фиг.8), поскольку концентрация взвешенных частиц размером более 100 мкм в этой точке минимальна, что позволяет снизить частоту очистки или замены фильтра 34.

Источники 26 и соответствующие им фотоприемники 27 красного светового излучения турбидиметрических каналов 3 располагают на опорах 2 с возможностью попарного фиксированного перемещения. Это означает, что источник 26 и фотоприемник 27 одного канала всегда находятся друг напротив друга, на одном уровне, но их положение на опорах 2 может быть совместно изменено и зафиксировано. Для этой цели можно воспользоваться направляющими 42, по которым скользят источники 26 и фотоприемники 27, разумеется, заключенные в соответствующие корпуса, размещенные на каретках 43, и фиксаторами любой известной конструкции, например в виде шарика 44 и углублений 45. При этом на опоры 2 можно нанести риски, обеспечивающие совмещение источников 26 и соответствующих фотоприемников 27. Источники 26 и соответствующие им фотоприемники 27 можно связать также скобой или заключить в единый корпус с тем, чтобы обеспечить их совместное перемещение относительно других источников 26 и фотоприемников 27 и корпуса 1.

Наличие в устройстве тензометрических каналов, фиксирующих возвышение свободной поверхности, скорость течения и параметры волновых процессов, позволяет проводить исследования зависимости распределения концентрации взвешенного материала от характеристик волновых процессов на поверхности водоема.

Например, блок 16 реализует следующий алгоритм: Q = P/[(ΣC_i, i=2,3...6)-C1], где Q - текущее значение показателя осаждения; P - количество осажденного материала по показаниям датчика 8: C_i - концентрации взвешенных частиц по показаниям каналов 3, расположенных на соответствующих уровнях.

При этом имеется в виду, что показания всех каналов турбидиметра отмасштабированы так, что величина (ΣC_i-C1) пропорциональна суммарному весу частиц в фиксированном объеме воды, а P - суммарному весу осадка в таком же объеме.

Прогнозное значение скорости осаждения Ξ можно определить как Ξ = 1,34[(ΣC_i-C1)/ϑ]^2/3 , где
ϑ = (C⁵₂⁰-C¹₁⁰⁰)^1/2,
C⁵₂⁰ - показания второго канала с фильтром на 50 мкм;
C¹₁⁰⁰ - показания первого канала с фильтром на 100 мкм.

Таким образом предлагаемый турбидиметр обеспечивает проведение точных измерений концентрации взвешенных наносов в широком диапазоне изменяющейся температуры окружающей среды на нескольких уровнях, позволяет изучать зависимость концентрации взвешенных наносов от характеристик волновых процессов на поверхности. Кроме того, преимуществами прибора является отсутствие движущихся частей, электронная компенсация дестабилизирующих факторов, измерение концентрации методом погружения в исследуемую зону, гибкость в изменении структуры, простота обслуживания, высокая надежность, абсолютная нечувствительность к внешним источникам света. Все это делает турбидиметр незаменимым прибором при исследованиях деформаций донных отложений в береговой зоне моря.

Формула изобретения

1. Морской турбидиметр, содержащий корпус и турбидиметрический канал в виде источника эталонного напряжения и последовательно соединенных модулятора и источника красного светового излучения, оптически связанного с фотоприемником, который последовательно соединен с усилителем фототока и демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными турбидиметрическими каналами и k тензометрическими каналами, блоком обработки и блоком индикации, при этом корпус выполнен с двумя опорами, на которых расположены соответственно источники красного светового излучения и фотоприемники турбидиметрических каналов, каждый из которых снабжен дифференциальным усилителем и оптически связанным с источником красного светового излучения фотоприемником обратной связи, который последовательно соединен с вторым усилителем фототока и вторым демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, причем выходы источника эталонного напряжения и второго демодулятора соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу модулятора, выходы демодуляторов образуют выходы турбидиметрических каналов, соединенных с первой группой входов блока обработки, вторая группа входов которого соединена с выходами тензометрических каналов, а выходы блока обработки подключены к входам блока индикации.

2. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что источник красного светового излучения и фотоприемники турбидиметрических каналов расположены на опорах с возможностью попарного фиксированного перемещения.

3. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что источник красного светового излучения турбидиметрического канала размещен в корпусе со светоотражающей внутренней поверхностью, а фотоприемник обратной связи расположен со стороны источника красного светового излучения.

4. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что фотоприемник обратной связи турбидиметрического канала соединен с источником красного светового излучения светопроводящим кабелем и расположен со стороны основного фотоприемника.

5. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что источник красного светового излучения турбидиметрического канала выполнен с компенсационным излучателем, расположенным в корпусе вместе с фотоприемником обратной связи и объединенным по цепи питания с основным излучателем источника красного светового излучения.

6. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что в пространстве между источниками красного светового излучения и фотоприемниками по меньшей мере одного из турбидиметрических каналов расположен трубчатый механический фильтр.

7. Турбидиметр по п.6, отличающийся тем, что размер отверстий фильтра, расположенного между источником красного светового излучения и фотоприемником первого из турбидиметрических каналов, составляет 95 - 105 мкм.

8. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов размещен на опоре.

9. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов выполнен в виде датчика донных форм.

10. Турбидиметр по п.1, отличающийся тем, что датчик по меньшей мере одного из тензометрических каналов размещен в днище корпуса.

11. Турбидиметр по пп.1 и 9, отличающийся тем, что блок обработки выполнен в виде многоканального аналого-цифрового преобразователя, входы которого подключены к первой и второй группам входов блока обработки, а также сумматора, вычитателя и делителя, выход которого образует вместе с дополнительными выходами аналого-цифрового преобразователя выходы блока обработки, при этом первый турбидиметрический выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом вычитателя, второй вход которого подключен к выходу сумматора, входы которого соединены с остальными турбидиметрическими выходами аналого-цифрового преобразователя, а выход вычитателя подключен к первому входу делителя, второй вход которого соединен с донным тензометрическим выходом аналого-цифрового преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9