Концентратомер Советский патент 1983 года по МПК G01J1/44 

(5) КОНЦЕНТРАТОМЕР

Изобретение относится к фотоэлектрическим устройствам, а именно к устройствам для измерения концентрации ведеств, и может быть использовано для построения фотоэлектрических концентратомеров. Известен концентратомер, содержащий оптическую измерительную систему и измерительную систему Cl. Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерении Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению яв- ляется концентратомер, содержащий оптическую измерительную систему, выпол ненную в виде последовательно расположенных источника излучения, модулятора со светофильтрами, кюветногЬ отделения и приемника излучения, подключенного к входу цифровой измерительной системы, управляющий вход которой подключен к одному выходу програм много устройства, и цифровое отсчетное устройство 2 , Недостатком известного устройства является ограниченная точность измерений, обусловленная влиянием температуры образца на значение светового потока, соответствующего концентрации. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что концентратомер, содержащий оптическую измерительную систему, выполненную в виде последовательно расположенных источника излучения, модулятора со светофильтрами, кюветного отделения и приемника излучения, подключенного к входу цифровой измерительной системы, управляющий вход конторой подключен к одному выходу программного устройства, и цифровое отсчетное устройство, введены блок измерения температуры и вычислительное устройство, выход которого соединен с входом цифрового отсчетного устройства, управляющие входы соединены с соответствующими выходами программно310028534

го устройства, один вход вычислитель- программного устройства. 17 вводятся ного устройства соединен с выходом в арифметическое устройство 15, где цифровой измерительной системы, а другой вход - с выходом блока измерения температуры, датчик температуры кото- j рого установлен в кюветном отделении. На чертеже показана структурная схема устройства. Устройство содержит оптическую измерительную систему 1, состоящую из источника излучения 2, модулятора 3 со светофильтрами и 5, кюветного отделения 6 г расположенным в нем датчиком 7 температуры и приемника излучения 8, цифровую измерительную систему 9, подключенную к выходу приёмника излучения S, аналого-цифровой преобразователь 10, подключенный к выходу датчика 7 температуры, оперативное запоминающее устройство t1, включенное на выходе аналого-цифрового преобразователя 10, постоянные запоминающие устройства 12, 13, I, арифметическое устройство 15, входные шины которого соединены с выходными информационными шинами цифровой измерительной системы 9, оперативного запоминающего устройства 11 и постоянных запоминающих устройств 12, 13, 1 а выходная -с цифровым отсчетным устройством Тб и с адресной шиной постоянного запоминающего устройства k ко эффициентов линейной аппроксимации, и программное устройство 17, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам цифровой измерительной системы, оперативного и постоянных запоминающих устройств и арифметического устройства. Причем датчик 7 температуры вместе с.аналого-цифровым преобразователем 10 представляют собой блок измерения температуры 18, а ариф метическое устройство 15 и запоминающие устройства Т1,12, 13 и представляют собой вычислительное устройство 19. Устройство работает следующим обра зом. Напряжения сигналов, создающиеся в оптической измерительной системе 1 на выходе приемника излучения 8 подаются на вход цифровой измерительной системы 9 где преобразуютсяв цифровую форму и подвергаются необходимой предварительной обработке: распределению, кодированию, усреднению по заданной выборке и т.п. С выхода цифровой измерительной системы коды сигналов по командам

вычисляется отношение амплитуд сигналов. Отношение амплитуд сигналов является величиной наиболее инвариантной к большинству влияющих факторов,

например, к изменениям напряжения питания источника излучения, температуры приемника, неселективных загрязнеНИИ и др., однако оно не избавляет от погрешностей, связанных с изменением коэффициента поглощения образца при изменении его температуры. В общем виде влияние температуры образца описывается выражением Л Ад+К,.Т + +АрКЛ, где А- - измеряемая величина (отношение амплитуд сигналов) при текущей температуре, AQ- то же, при начальной температуре, Кд и Kg- коэфФициенты соответственно аддитивного и мультипликативного изменений измеряемой величины на 1 К изменения температуры образца, Т - текущее значе- . ние температуры образца. Значения коэффициентов К ц определены при градуировке и записаны в постоянных запоминающих устройствах 12 и 13. По управляющим воздействиям программного устройства 17 значения Т, fn Насчитываются из оперативного запоминающего устро.йства 11, постоянных запоминающих устройств 12, 13 и вводятся в арифметическое устройство 15, где реализуется алгоритм коррекции по температуре образца в соответствии с выражением АТ-КС.Т -1+КвТ Код значения величины AQ с выхода арифметического устройства 15 поступает на адресный вход постоянного запоминающего устройства , с которого по команде программного, устройства считываются коэффициенты линейной аппроксимации и вводятся в арифметическое устройство, в котором вычисляется значение --X i-l o Oi-i С 5t - искомая концентрация определяемого компонента образца; коэффициенты линейной oi--i аппроксимации, найденные при градуировке. Код значения С вводится в цифровое отсчетное устройство 16 для индикации. Как показывают приведенные выражения алгоритма работы фотометра. можно достичь любой, практически обоснованной, степени коррекции результата измерений по температуре образца и линейности выходной характеристики, так как в зависимости от требуемой точности будет меняться только аппаратурная реализация устройств, т.е. разрядность запоминающих устройств и регистров, в которых записываются зна чения коэффициентов и промежуточных результатов. Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации компонентов образца за счет исключения влияния температуры образца. Формула изобретения Концентратомер,содержащий оптичес- 20 кую измерительную систему, выполненную в виде последовательно расположенных источника излучения, модулятора со jсветофильтрами, кюветного отделения и приемника излучения, подключенного 25 10 53 к входу цифровой измерительной системы, управляющий вход которой подктчен к одному выходу программного устройства , и цифровое отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме рений, в него введены блок измерения |Температуры и вычислительное устройство, выход которого соединен с входом цифрового отсчетного устройства, управляющие входы соединены с соот Ветствующими выходами программного устройства, один вход вычислительно- го устройства соединен с выходом цифровой измерительной системы, а другой вход - с выходом блока измерения температуры, датчик температуры которого установлен в кюветном отделении. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1.Авторскоесвидетельство СССР № 7(, кл. G01 J /kk, 1980. 2.Авторскоесвидетельство СССР № , кл. G01 J 1/10, 1977 (прототип).