Автоматический анализатор жидкости

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (5l)M. Кл. (22)Заявлено 03.12.80 (21) 3210531/18-09 с присоелинениеи заявки М(23) Приоритет

G 01 11 22/00

3Ьвуаврстеенный квинтет

СССР во делан нзобретеннй н открытнй (53) УЙК 621.

° 317(088.8}

Опубликовано 30. 1О. 82. Бюллетень М "0

Дaта опубликования описания 30. 10.82 (72) Автор изобретения

В.Д. Искин (71) Заявитель

Харьковский институт механизации и электрификац сельского хозяйства (54) АВТОИАТИЧЕСКИГ! АНАЛИЗАТОР ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может использоваться для определения малых концентраций, влагосодержания и других параметров жидкостей в химической промышленности. 5

Известно устройство для измерения концентрации растворов, в котором измеряется затухание или фазовый сдвиг сигнала, прошедшего исследуемый раствор путем вариации толщины исследуемо-1о го диэлектрика 1).

Однако при физико-химических и биофизических исследованиях разбавленных растворов возникает необходимость . измерения разностей ДИ абсолютных зна- чений параметров жидкостей (например концентраций растворов, влагосодержания). Для определения b,W с точностью порядка нескольких процентов требуется измерение абсолютных значений W с точностью до 0,1г. Это в свою очередь требует определения затухания С и/или фазового. сдвига 1

2 и длины кювет, содержащих исследуемый раствор, с точностью до сотых долей процента, что трудно осуществимо: данным устройством.

Известен также автоматический анализатор жидкости, содержащий передающую антенну, подключенную к передатчику, перед которой размещена двухкамерная кювета для исследуемой жидкости и растворителя с известными свойствами, а также антенну для при" ема сигнала, прошедшего через исследуемую жидкость, растворитель с известными свойствами, подключенную к приемнику, вход синхронизации которого соединен с приводом f2).

Однако такое устройство не обеспечивает высокую точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для достижения цели в автоматическом анализаторе жидкости кювета выполнена из установленных один внутри другого двух цилиндрических ста3 9701 каное с радиопрозрачными стенками и третьего цилиндрического стакана с металлическими стенками, размещенного внутри второго цилиндрического стака-. на с радиопрозрачными стенками, ось которого смещена -относительно общей оси первого и третьего цилиндрических стаканов, а кювета установлена с возможностью вращения вокруг оси одного из цилиндрических стаканов. 1е

На фиг. 1 приведена конструкция устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. . Автоматический анализатор жидкости содержит передающую антенну 1, 15 подключенную к передатчику 2, перед которой размещена двухкамерная кювета 3 для исследуемой жидкости 4 и растворителя .с известными свойствами, а также антенну 5 для приема сигнала.20 прошедшего через исследуемую жидкость 4 и растворитель с известными .свойствами, подключенную к приемни,ку 6, вход синхронизации которого соединен с приводом 7, кювета 3 вы- И полнена из: установленных один внутри другого двух цилиндрических стаканов

8 и 9 с радиопрозрачными стенками и третьего цилиндрического стакана 10 с металлическими стенками„ размещен- зв ного внутри второго цилиндрического стакана 9 с радиопрозрачными стенками, ось которого смещена относительно общей оси первого и третьего цилиндрических стаканов 8 и 10, а кювета 3 установлена с возможностью вращения вокруг оси одного из цилиндрических стаканов 8,9 или 10. Все три стакана 8, 9 и 10 жестко скреплены между собой посредством герметического дна

11 и герметично накрыты съемной крышкой 12.

Автоматический анализатор жидкости работает следующим образом.

Сначала устройство калибруется, для чего в камеры, образованные стаканами 8, 9 и 10, помещают образцовую жидкость, с помощью привода 7 приводят во вращение кювету 3 и приемником 6 (под приемником 6 понимается совокупность всех управляющих и измерительных элементов и/или приборов, необходимых для проведения измерений) измеряют амплитуду модуляции

СВЧ сигнала. При этом используя SS синхронизованный опорный сигнал, поступающий с привода 7, достигают минимального значения измеряемого сиг99 4 нала.. Величина этого фонового сигнала будет определяться величиной остаточного периодического (с частотой вращения кюветы 3) рассогласования (за счет эксцентрического расположения стакана 9) передатчика 2 и приемника б и при необходимости может быть сведена к нулю.

Затем в одну из камер кюветы 3 помещают исследуемую жидкость и вновь приводят кювету 3 во вращение. Так как суммарная эффективная толщина жидкостей, проходимая СВЧ сигналом при вращении кюветы 3, в любой момент времени является постоянной величиной и равна (R2-Р.1) (считая стен ки цилиндров .8 и 9 с радиусами R < и R достаточно тонкими), то превышенйе измеряемого приемником 6 сигнала над уровнем шума, отмеченного при калибровке, является следствием различия свойств образцовой и исследуемой жидкостей, соотношение толщин которых при вращении кюветы 3 меняется на величину + Q за счет эксцентрич- ного расположения среднего стакана 9 по отношению к стаканам 8 и 10.

Именно разность измеряемого и шумового сигнала является мерой отличия свойств (например концентрации) исследуемой жидкости 4 (раствора) по отношению к образцовой (растворителя).

Простая конструкция кюветы 3, а также возможность использования любого высокооборотного двигателя существенно облегчают изготовление предлагаемого устройства и, особенно, работу с ним, Кроме того, снятие ограничений на частоту измеряемого сигнала (в данном устройстве она может быть повышена до 1 Гц и определяется лишь возможностями используемого привода 7), а также возможность достижения высоких соосностей и малых бие-. ний при вращении цилиндрических деталей вообще повышает точность измерений.

Одним из основных самостоятельных достоинств предлагаемого устройства является возможность многопараметрЬческого контроля свойств жидкости, для чего вокруг дифференциальной кюветы 3 устанавливают несколько радиально .(относительно оси О) расположенных приемо-передающих устройств, каждое из которых калибруется по своему измерительному параметру жидкости (например, на разных частотах), S 9701 а при измерениях каждое из этих устройств регистрирует уход этого параметра относительно контроля.

Формула изобретения

Автоматический анализатор жидкости, содержащий передающую антенну, подключенную к передатчику,,перед ко- 10 торой размещена двухкамерная кювета для исследуемой жидкости и растворителя с известными свойствами, а также антенну для приема сигнала, прошедшего через исследуемую жид- И кость и растворитель с известными свойствами, подключенную к, приемни-. ку, вход синхронизации которого соединен с приводом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы- 20 шения точности измерений, кювета выполнена из установленных один внутри

99 Ь другого двух цилиндрических стаканов с радиопрозрачными стенками и третьего цилиндрического стакана с металлическими стенками, размещенного внутри второго цилиндрического стакана с радиопрозрачными стенками, ось которого смещена относительно общей оси первого и третьего цилиндрических стаканов, а кювета установлена с возможностью вращения вокруг оси одного из цилиндрических стаканов.

- Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на СВЧ. M., Физматгиз, 1963, с. 230-239.

2; Виноградов Е.А. и др. Однолуче-. вая кювета субмиллиметрового диапазона. — !!! Всесоюзный симпозиум по миллиметровым и субмиллиметровым волнам. Тезисы докладов. Горький, 1980 (прототип).

Фиг.!

970199 фиг.l

Заказ 8376/51

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель А. Кузнецов

Редактор М. Янович Техред К.Мыцьо Корректор М. Демчик