Автоматический фотометр

 

Союз Советскик

Соцнапнстнчеснин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >928171 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 J 1/44 (22) Зая влено 04. 04. 80 (21) 2905018/18-25 с присоединением заявки Ж3Ьеударстаанный комитет (23) Приоритет ле делан нза4ретений н открытий

Опубликовано 15. 05. 82, Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 15.05.82 (53) УД3 535. 242

<088.8) (72) Авторы изобретения

), l (71) Заявитель

Е1 Е,з 54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к фотометрии, и может быть применено для анализа состава жидких и газообразных сред во многих отраслях промышленности - химической, нефтеперера% батывающей, медицинской и других.

Известен фотометр,снабженный источником света,светорасщепляющей системой, служащей для получения измерительно" го и сравнительного лучей, кюветой, фотоэлектрическим приемником. К последнему подключена схема обработки сигналов,. содержащая общий усилитель для электрических сигналов, создаваемых измерительным и сравнительным лучами. Коэффициент усиления усилителя регулируется при помощи схемы ре" гулирования в зависимости от амплитуды сигнала, создаваемого эталонным лучом (2).

Однако недостаточная точность измерений характерна для устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический фотометр, содержащий источник излучения, установленные по ходу излучения оптичес кое устройство и фотоприемник, измерительное устройство, состоящее иэ последовательно включенных предвари" тельного усилителя, вход которого соИзвестен фотометр, содержащий источник света, оптическое устройство, о кювету, светочувствительное устройство, на выходе которого формируются измерительный и сравнительный сигналы

В приборе имеются средства для автоматического изменения энергии, 15 расходуемой световым источником, так, чтобы выход светочувствительного устройства устанавливался на определенном уровне. Таким образом, уровень сравнительного сигнала поддерживается постоянным с помощью схемы автоматической регулировки усиления flj.

Однако устройство характеризуется

Недостаточной точностью измерений.

М.А.Карабегов, Ю.И.Комраков, С.А.Хуршудян, Г.Г.Логосов и В.А.Долидзе

3 928171 единен с фотоприемником, логарифматора, усилителя-.ограничителя, вычитающего устройства и регистрирующего при@ бора, синхронизатора, вход которого включен между предварительным усилителем и логарифматором, а выход подключен к вычитающему устройству(3

Малый диапазон регулировки, нелинейная зависимость параметров от температуры снижает точность измере-., fb .. ний в данной схеме.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что автоматический фотометр,, содержа- З щий источник излучения, установленные по ходу излучения оптическое устрой,ство и фотоприемник, измерительное устройство, состоящее иэ последовательно включенных предварительйого усилителя, вход которого соединен с фотоприемником, логарифматора, усилителя-ограничителя, вычитающего устройства и регистрирующего прибора, синхронизатора, вход которого включен между предварительным усилителем и логарифматором, а выход подключен к вычитающему устройству, введена схема автоматической регулировки уровня ограничения, состоящая.из источника постоянного напряжения, компаратора, ключа, первого резистора, интегрирующего конденсатора, второго резистора и повторитедя напряжения, причем вход компаратора подключен к выходу усилизз теля-ограничителя, а выход компаратора - к управляющему входу ключа, вход ключа соединен с источником постоянного напряжения, а выход через первый резистор связан с интегрирующим конденсатором, зашунтированным вторым резистором, и с входом повторителя напряжения, выход которо" го поаключен к олному из вхоаов усилителя-ограничителя.

4$

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема автоматической регулировки уровня ограничения.

Устройство содержит источник излучения 1, оптическое устройство, состоящее из линзы 2, модулятора 3, интерференционного фильтра 4, измерительной кюветы, сравнительной кюветы 6, линзы 7 и фотоприемника

8, а также измерительное устройство состоящее из предварительного усилителя 9, логарифматора 10, усилителяограничителя 11, вычитающего устройс"

4 тва 12, синхронизатора 13 и регистрирующего прибора 14.

Схема автоматической регулировки уровня ограничения 15 состоит из источника постоянного напряжения

16, компаратора 17, ключа 18, первого резистора 19, интегрирующего конден-. сатора 20, второго резистора 21 и повторителя напряжения 22.

Устройство работает следующим об-, разом.

Поток монохроматического излучения, создаваемый источником излучения

1 и интерференционным фильтром 4, посредством линзы 2 и модулятора 3 попеременно направляется в кюветы 5 и

6, заполненные анализируемой и сравнительной жидкостями соответсвенно, и фокусируется линзой 7 на фотоприемнике 8. На выходе фотоприемника образуется два импульса напряженияизмерительный О и сравнительный О, амплитуды которых пропорциональны поглощению излучения в кюветах. Импульсы О„ и U< усиливаются предвари" тельным усилителем 9, логарифмируются логарифматором 10 и поступают на вход усилителя-ограничителя 11.

Для повышения чувствительности прибора в предлагаемом устройстве предусмотрено следующее. Импульсы напряжения, поступающие на вход усилителя-ограничителя, ограничиваются снизу на уровне Uo р . Значения напряжений, превышающие Ugf p, усиливаются усилителем-ограничителем 11, а значения напряжений, лежащие ниже

О, срезаются. Таким образом, на входе усилителя-ограничителя формируются импульсы.

А1=К (К пО usurp )

Аб. К 1К1 пОС uorp) где А„, А - амплитуды измерительного и сравнительного сигналов соответственно;

К1 - коэффициент усиления предварительного усилителя 9;

К - коэффициент усилителяограничителя 11.

Значение А поддерживается постоянным с помощью схемы автоматической регулировки уровня ограничителя.Необходимое значение А устанавливается порогом срабатывания О: компаратора

17, т.е. выполняется условие А =ucp

Импульсы А „ и А поступают на вход вычитающего устройства 12, в котором

928171 с помощью синхронизатора 13 происходит синхронное детектирование импульсов и вычитание их амплитудных значе-. ний..Напряжение на выходе вычитающего устройства 0@,+ пропорционально лога рифму отношения амплитуд измерительного и сравнительного импульсов, 0

=А„-А, К К f 0-

Я ь что обеспечивает получение результата измерения в единице концентрации измеряемого вещества. Напряжение

0 „,„ поступает на регистрирующий прибор 14.

В процессе измерения значенйе А может изменяться в зависимости от условий окружающей среды, нестабильности элементов и т.д. Если А > 0 Р, то компаратор 17 срабатывает. Напряжение, необходимое для открывания ключа 18, с выхода компаратора подается на управляющий вход ключа и открывает его. Конденсатор 20 через первый р5 резистор 19 и открытый ключ 18 заряжается от источника постоянного напряжения 16. Уровень напряжения 0 на конденсаторе 20 через повторитель напряжения 22 поступает на один из входов усилителя-ограничителя 11 и является уровнем ограничения усили" теля-ограничителя 0 =0О . По мере

1 заряда конденсатора 20 напряжение на нем растет и, следовательно, амплитуды А и А уменьшаются. Это происходит до тех. пор, нока значение А не станет меньше 0СО При АЕ<0СР на выходе компаратора устанавливается напряжение, необходимое для закрывания

4О ключа 18, которое подается на управляющий вход ключа и закрывает его.

Конденсатор 20 разряжается через второй резистор 21, напряжение 0 уменьшается и соответственно растут ампли45 туды А и Ап. Это происходит до тех пор, пока не выполнится условие

А 0 Р, при котором схема работает айалогично. Таким образом, амплитуда сравнительного импульса поддерживается постоянной А 1 = 0 путем автомати50 ческой регулировки уровня ограничения усилителя-ограничителя.

Введение в устройство схемы автоматической регулировки уровня ограничения позволяет в широких пределах . компенсировать колебания температуры окружающей среды, нестабильность фотоприемника, источника излучения, т.е. повысить точность и чувствительность прибора, улучшить его характе : ристики. формула изобретения

Автоматический фотометр, содержащий источник излучения, установленные, по. ходу излучения оптическое устройст" во и Фотоприемник,измерительное устройство,состоящее из последовательно включенных предварительного усилителя, вход которого соединен с фотоприемником,логарифматора,усилителя-ограничителя, вычитающе го устройства, регист" рирующего прибора, синхрониэат ора, вход . которого включен между предварительным усилителем и логарифматором, а выход подключен к вычитающему устрой ству, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введена схема автоматической регулировки уровня ограничения, состоящая из источника постоянного напряжения, компаратора, ключа, первого резистора, интегрирующего конденсатора, второго резистора и повторителя напряжения, причем вход компаратора подключен к выходу усилителя,ограничителя, а выход компаратора— к управляющему входу ключа, вход ключа соединен с источником постоянного напряжения, а выход через первый резистор связан с интегрирующим конденсатором, зашунтированным вторым резистором, и с входом повторителя напряжения, выход Kotopolo подключен к одному из входов усилителя-ограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент франции М 2126017, ° кл. G 01 М 21/00, опублик. 1972.

2. Патент ФРГ ц 2140335, кл. 6.01 J 1/10, опублик. 1976.

3. П-1тент Англии 4 1150531, кл. G 1 А, опублик. 1971 (прототип).

928171

Составитель А.Шуров

Редактор Н.Ромжа ТехредЕ. Харитончик Корректор M.Øàt. oøè

Заказ 3224/52 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,N-35, Раувская наб.,д.4/5

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