Фотометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советским

Социалистическим

Республик.(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190779 (21) 2816372/18-25 (51)М

3 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 N 15/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 150981. Бюллетень N934

Дата опубликования описания 15098 . (53) УДК 535.242 (088.8) (54 ) ФОТОИЕТР

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам количественного определения концентрации твердого вещества в жидкости.

Известен двухканальный концентратометр,содержащий камеру, в которой расположены кристаллический брусок и трубка, содержащая исследуемую жидкость, На пути светового пучка, направленного на кристаллический брусок последовательно устанавливаются оптические фильтры различной плотности, имитирующие определенные значения концентрации. Искомую концентрацию определяют путем визуальной оценки, уравнивая свет, рассеянный кристаллическим бруском и пробиркой. Устройство, устраняет зависимость результатов от изменения интенсивности источника излучения и изменения параметров оптических деталей (1 .

Недостатки известного фотометра обусловлены температурными нестабильностями, точностью уетановки и подбора плотности фильтров, субъек" тивностью и неточностью визуального сравнения пятен двух полей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотометр, содержащий источник света, З0 установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения, регистрирующее устройство $2) . х недостатквм данного устройства относятся погрешность измерений, сложность конструкции, нестабильность параметров фотоприемников, их разброс, неидентичность температурных и временных характеристик как фото-. .. приемников, так и их каналов усиления.

Цель изобретения — повьмиение точности измерений за счет обработки сигналов B одном канале.

Поставленная цель достигается тем, что в фотометр, содержащий источник света, установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения и регистрирующее устройство, введен соленоид, включенный последовательно в цепь питания источника света, а в качестве приемника излучения применен, помещенный в магнитное поле соленоида, гантелеобразный семиэлектродный гальваномагнитный датчик, токовые электроды которого включены непараллельно, а выходные электроды

864065 подключены на вход регистрирующего устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг ° 2 расположение галь.ваномагнитного датчика внутри соленоида; на фиг.3 схема включения гантелеобразного се- 5 миэлектродного гальваномагнитного датчика в измерительном устройстве..

Фотометр содержит источник света 1 оптическую систему формирования светового потока 2, измерительную ячей- (О ку 3, гантелеобразный семиэлектродный гальнаномагнитный датчик 4, устройство сравнения сигналов 5, регистрирующее устройство 6, соленоид

7. Работа устройства осуществляется следующим образом.

Сколлимиронанный оптической системой формирования светового потока 21 свет от источника света 1, в цепь питания которого последовательно включен соленоид 7, падает на изме рительную ячейку 3 с контролируемой суспензией. Соленоид 7 выполняет двойную функцию. Во-первых, при изменении напряжения питания источника света он, как и любая другая индуктивность сглаживает эти колебания. Во-вторых, во всех точках внутри соленоида (при условии, что его длина значительно больше диаметра) возникает магнитное поле, напряженность ко- ЗО торого Н, определяется по формуле

I ° W н где I- ток соленоида и источника 35 света, W — - полное число витков соленоида, 6 — его длина . ,После прохождения измерительной ячейки 3 свет падает на одну их поло- 4О вин помещенного в магнитное поле соле ноида 7 гантелеобраэного датчика 4, другая половина которого постоянно находится затемненной, Причем токи в обеих половинах датчика 4 протекают навстречу друг другу °

Взаимодействие скрещенных электрического и магнитного полей приводит к возникновению на измерительных электродах датчика 4 электродвижущих сил, которые поступают на устройство сравнения сигналов 5, а затем на регистрирующее и показывающее устройстно 6, выходйой сигнал которого служит количественной характеристикой концентрации взвешенных 55 веществ н жидкости.

Токовые электроды 8 и 9, 10 и 11 датчика 4 соединены параллельно и подсоединены к источнику питания таким образом, что токи в левой полови- @Ъ не и правой протекают навстречу друг другу. При взаимодействии магнитного поля соленоида 7, внутри которого помещен гальваномагнитный датчик 4, жду измерительными электродами 1213, 13-14 и 12-15 последнего возникают электродвижущие силы (ЭДС).

Так между электродами 12-13 и

13-14 возникает ЭДС Холла Е11 и Е11 величины которых соответственно равны

Ех= Rp- Хp- Н, (2), 11

ЕХ RCS 1% H (3)

Но кс8- коэффициенты Холла затемненной и освещенной части датчика и Хо Х э = I p + ь Х вЂ” ток затем) ненной и освещенной гантелей датчика 4 соответственно. Знаки ЭДС указаны на фиг. 3. Из фиг, 3 видно что суммарная ЭДС Холла, возникающая между .электродами 12 и 14 ранна разности Ех и Е

1f х= Х x=(cB 0)." (CB p)

-(1 >- 443-dp)=(Q -Éн) Н. 1.

Из формулы 4 видно, что измеренная таким образом ЭДС Холла Е> практически не зависит от колебаний температуры окружающей среды, поскольку последняя одинаковым образом влияет на Н0 " RCBI также о и IcB разность слабо зависит от температуры.

Между электродами 12-15, в свою очередь, возникает ЭДС эффекта магнитосопротивления Е>, Е11 k IÎ Н (5) где k - постоянная. Электродвижущие силы, снимаемые с контактов 14 и 15 (контакт 12 заземлен) поступают на устройство сравнения сигналов, где формируется отношение

Е2, ®CB») Н Ы ) ЬХ (6

E k I ° Н Н здесь k — коэффициент пропорциональности.

Выражение (6) несет н себе информации о концентрации взвесей в жидкости и не зависит не только от изменений температуры окружающей среды, но и от колебаний интенсивности ис- точника света 1, а также от неста" бильности и разброса параметров приемника, поскольку обработка информации производится на одном и том же элементе 4.

Применение вместо двух фотоприемников одного, помещенного в поле соленоида, гальваномагнитного датчика, выполняющего функции этих приемникон, приводит к повышению очности измерения концентрации взвесей в жидкости, эа счет устранения влияния на результаты анализа температурных нестабильностей, колебаний интенсивности источника света, разброса и неидентичности каналов обработки информации.

864065

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7763/61 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фотометр, содержащий источник свега, установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в не о введен соленоид, включенный последовательно в цепь питания:источника света, а в качестве приемника излучения применен, поме ценный в магнитное поле соленоида, гантелеобразный семизлектродный гальваномагнитный датчик, токовые электроды которого включены непараллельно, а выходные электроды подключены на вход регистрирующего устройства.. Источники ийформации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2045580, кл. G 01 N 15/00, 1969.

2. Патент ФРГ М 2033575, кл. G 01 J 1/42, 1975 (прототи ) .