Оптоэлектронный фотоколориметр
Владельцы патента RU 2413201:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУВПО "СГГА") (RU)
Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для анализа физических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков, мочи, крови и т.п.). Оптоэлектронный фотоколориметр содержит задающий генератор, n светоизлучающих диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных со светоизлучающими диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала и кювету, выполненную в виде шара с цилиндрической полостью, в которую установлен стержень с посеребренной отражающей поверхностью, прикрепленный стойками к стенкам цилиндра. Устройство помещено в корпус в стационарном положении, кроме того, введены воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, которые крепятся одновременно к кювете и корпусу, и коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар. Изобретение позволяет повысить чувствительность оптоэлектронного фотоколориметра и упростить его конструкцию. 2 ил.
Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для анализа физических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков, мочи, крови и т.п.).
Известен колориметр фотоэлектрический концентрационный типа КФК - 2МП [авторское свидетельство СССР № 541112. Кл. G01N 21/00. 1976], содержащий излучатель, светофильтр, кювету с исследуемым раствором, приемник оптического излучения (ПОИ), электронный блок обработки сигналов и измерительный прибор.
Недостатками устройства являются низкая чувствительность и неточность за счет несовершенства кюветы и кюветодержателя, когда для каждого последующего анализа необходимо извлекать кювету из прибора, заполнять ее очередной пробой, мыть и протирать оптические поверхности кювет от потеков исследуемой жидкости.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является малогабаритный фотоэлектрический анализатор с оптическим каналом открытого типа [авторское свидетельство СССР №1693482. МПК 5 G01N 21/41. 1991], включающий в себя светоизлучающие диоды (СИД) как источники излучения, установленные по ходу излучения, ПОИ, электронный блок обработки фотоэлектрических сигналов и измерительный прибор. Также для создания малой чувствительности к внешней засветке и для построения эффективного измерительного усилия устройство обеспечено импульсным питанием.
Контролируемая жидкость в данном случае заливается в кювету, которая устанавливается в отверстие датчика.
Недостатками устройства являются низкая чувствительность и сложность конструкции, неточность за счет несовершенства кюветы и кюветодержателя, когда для каждого последующего анализа необходимо извлекать кювету из прибора, заполнять ее очередной пробой, мыть и протирать оптические поверхности кювет от потеков исследуемой жидкости.
Задачей настоящего изобретения является создание оптоэлектронного фотоколориметра повышенной чувствительности и упрощение его конструкции.
Оптоэлектронный фотоколориметр содержит задающий генератор, n светоизлучающих диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных со светоизлучающими диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, согласно изобретению кювета в нем выполнена в виде шара с цилиндрической полостью, в которую установлен стержень с посеребренной отражающей поверхностью, прикрепленный стойками к стенкам цилиндра, выше упомянутое устройство помещено в корпус в стационарном положении, кроме того, введены воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, которые крепятся одновременно к кювете и корпусу, и коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар.
На фиг.1 представлена блок-схема оптоэлектронного фотоколориметра, на фиг.2 - конструктивное выполнение датчика.
Оптоэлектронный фотоколориметр состоит из задающего генератора 1 (источника импульсного питания), коммутатора 2, светоизлучающих диодов СИД1 - 3, СИД2 - 4, СИД3 - 5, СИД4 - 6, контролируемого объекта 7, посеребренного стержня с отражающей поверхностью 8, измерительных фотоприемников 9, 10, 11, 12, блока обработки фотоэлектрического сигнала 13, регистрирующего прибора 14 (например, ЭВМ), кюветы в виде линзы-шара 16.
Оптоэлектронный фотоколориметр (фиг.2) включает в себя кювету в виде линзы-шара 16, полость которой представляет собой цилиндр, проходящий через ее центр, где стойками 20 закреплен посеребренный стержень с отражающей поверхностью 8, присоединенные к кювете стеклянную градуированную воронку 19, куда заливается контролируемая жидкость 7, и кран 17 для перекрывания и пропускания потока исследуемой жидкости 7, помещенные в корпус 18.
Устройство работает следующим образом. При заполнении цилиндрического отверстия кюветы 16 контролируемой жидкостью 7, она облучается n светодиодами с длиной волны 315-1200 нм, при этом устройство можно установить в технологический процесс, т.е. можно контролировать жидкие среды (соки, напитки, пиво и т.д.), протекающие через трубу по стрелке, указанной на фиг.2.
При включении, задающий генератор 1, вырабатывает прямоугольные импульсы 8-10 Гц. Разделенные импульсы через коммутатор-переключатель оптронов 2 подаются попеременно на светоизлучающие диоды 3, 4, 5, 6.
В первом положении коммутатора-переключателя 2 поток излучения светоизлучающего диода 3 фокусируется и отражается от посеребренного стержня с отражающей поверхностью 8 и далее попадает на измерительный фотоприемник 9. Затем сигналы поступают в БОФС - 13, где реализуется отношение сигналов компенсационного и измерительного потока. Сигнал отношения пропорционален величине коэффициента пропускания, оптической плотности жидких сред и прозрачных твердых тел, а также измеряется концентрация веществ в растворе, после предварительного определения потребителем градуировочной характеристики, сигналы подаются на регистрирующий прибор, по показанию которого судят об оптических параметрах жидких сред.
Во втором положении переключателя подключается вторая оптопара, и процесс протекает аналогично и так далее для остальных оптопар.
Предлагаемое устройство повышает точность измерения за счет двукратного прохождения излучения через исследуемый объект и стационарного расположения кюветы в виде линзы-шара 16, которую также можно установить в технологический процесс для автоматизации контроля оптических параметров жидких сред.
Оптоэлектронный фотоколориметр, содержащий задающий генератор, n светоизлучающих диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных со светоизлучающими диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, отличающийся тем, что введена кювета, выполненная в виде шара с цилиндрической полостью, в которую установлен стержень с посеребренной отражающей поверхностью, прикрепленный стойками к стенкам цилиндра, вышеупомянутое устройство помещено в корпус в стационарном положении, кроме того, введены воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, которые крепятся одновременно к кювете и корпусу, и коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар.
