СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО АНАЛИЗА МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2011 года по МПК G01J3/14 

Изобретение относится к области оптических спектрометров, которые предназначены для контроля процесса омагничивания воды и водных растворов.

Известен оптический спектрометр, см. БСЭ, который состоит, согласно фиг.1, из оптической призмы 1 с входной гранью 2 и выходной гранью 3, коллиматора 4 и экрана со шкалой 5. Действует этот прибор следующим образом. Луч света из источника света s через колиматор 4 направляется на входную грань призмы 2, входит, преломляясь, к основанию призмы. Внутри призмы луч идет прямолинейно на выходную грань 3. Вторично преломляется и выходит на экран со шкалой 5. При этом прошедший луч отклоняется от исходного положения на угол α. Экспериментально установлено и теоретически объяснено, что угол отклонения луча α линейно зависит от оптического параметра материала призмы, который называется показатель преломления вещества n. Для воды дистиллированной он составляет 1,5. При этом исходный белый луч света разлагается на спектр так, что красный луч отклоняется к основанию призмы меньше всех других цветов.

Это аналог, и он не обеспечивает ни магнитной обработки воды, ни непосредственного анализа омагничивания воды.

Известно явление омагничивания воды и водных растворов, см. Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982. Это физико-химический процесс экспериментально исследуется уже полсотни лет, а исчерпывающей теории не создано. Экспериментально установлено, что вода, протекшая через поперечное магнитное поле определенной величины, меняет свои физико-химические свойства: повышается концентрация растворенных веществ, уменьшается коэффициент поверхностного натяжения и др. Эти качественные изменения омагниченной воды позволяют ускорять биохимические процессы, которые существенны для промышленного применения.

Установлена зависимость оптического показателя преломления воды от магнитного воздействия на нее, см. патент SU 1599315, согласно которому у омагниченной воды меняется показатель преломления. Согласно этому прототипу процесс омагничивания и анализа оптических свойств омагниченной воды выполняются в разных устройствах, что усложняет практическую реализацию анализа результата омагничивания воды. Это недостаток прототипа.

Предлагаемое изобретение имеет своей целью создание устройства для экспрессного контроля процесса омагничивания воды посредством пропускания луча света через призматическую кювету с обрабатываемой водой, которая помещается между полюсами электромагнита.

В качестве примера устройство представлено на фиг 2.

Устройство состоит из коллиматора 4, призматической кюветы 6, электромагнита с возбуждающей обмоткой 7 и магнитопровода 8 с полюсами 9, экрана со шкалой 5, оптического луча 10, источника света S, входной грани 11 и выходной грани 12. Вода протекающая через призматическую кювету на чертеже не показана для простоты.

Действует устройство следующим образом (см. фиг.3). Луч света из источника S через коллиматор 4 падает на входную грань 11 призматической кюветы 6 с протекающей исследуемой водой и в соответствии с законом преломления оптического луча на границе раздела оптических сред преломляясь идет через исследуемую воду на выходную грань 12, испытывает второе преломление и попадает на экран со шкалой 5, отклонившись от исходного направления на угол α. Этот процесс известен со времен Ньютона.

При включении тока в возбуждающих обмотках 7 между полюсами электромагнита 9 возникает магнитное поле. Изменяя величину тока в возбуждающих обмотках 7 и соответственно величину магнитного воздействия на протекающую воду, можно установить функциональную зависимость

Δα=f(i),

где i - ток в возбуждающих обмотках 7,

Δα - изменение отклонения оптического луча под воздействием магнитного поля, которая имеет резонансный характер.

Из литературных источников по магнитной обработке воды следует, что омагничивание воды не всегда удается проводить оптимальным образом, так как процесс зависит от многих параметров: величины магнитного поля, скорости движения воды, химического состава самой воды, температуры воды и многих других факторов. При этом анализ эффекта магнитной обработки ведется достаточно длительным образом.

Предлагаемое изобретение обеспечит экспрессный анализ омагничивания воды посредством фиксирования изменения угла отклонения луча в специальном, предлагаемом спектрометре.

Устройство вполне реализуемо, достаточно удобно в эксплуатации, и анализ выполняется измерением одного угла, т.е. экспрессно. При этом весь этот процесс может быть автоматизирован.

Литература

1. Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982. В монографии представлен многолетний опыт магнитной обработки воды многими авторами.

2. Патент RU 2141927, сущность: химический способ анализа омагничивания.

3. -«- RU 2084409 -«-.

4. -«- RU 2066303 -«-.

5. -«- RU 315691 капиллярный способ.

6. -«- SU 1555297 химический.

7. -«- SU 1562326 фотоэлектрический.

8. -«- SU 1638118 статистический по отстою проб.

9. -«- SU 1599315 регистрация оптической плотности воды.

10. -«- SU 1723048 сравнение работы расширения воды при 70°.

Изобретение относится с спектрометрам. Устройство состоит из спектрометра, который включает в себя коллиматор и шкалы углового смещения. При этом в качестве призмы используется призматическая кювета с исследуемой водой, которая помещается между полюсами электромагнита. Заявленное изобретение обеспечивает возможность оперативно поддерживать оптимальный режим магнитной обработки воды. 3 ил.

Спектрометр для экспрессного анализа магнитной обработки воды и водяных растворов, состоящий из коллиматора и шкалы углового смещения преломленного луча, отличающийся тем, что в качестве преломляющей призмы используется призматическая кювета с анализируемой водой, которая помещена между полюсами электромагнита с изменяющейся величиной тока в возбуждающих обмотках.