Устройство для измерения концентрации растворов веществ Советский патент 1983 года по МПК G01N21/27 

Изобретение относится к устройствам для,определения концентрации растворов веществ в автоматическом режиме. Известно устройство для измерения концентрацией веществ в автоматическом режиме, в котором имеется измерительная кювета переменной тол щины, связанная со сканирующим устг ройством C-l . Известное устройство обеспечивает точное измерение концентрации каждой из компонент многокомпонентного раствора в широком интервале длин волн при условии, что концентрации этих компонент в данном растворе постоянны в течение времени из мерения. Однако устройство не обеспечивает возможности измерения концентрации в широком диапазоне изменения концентрации компонент, имеющих место в технологических рас ворах. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения концентрации растворов веществ, содержащее групп идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения . Однако концентрация технологичес ких растворов может меняться в широких пределах - от сотых долей процента до десятков процентов. Не достатком известного устройства, в котором излучение от источников про ходит через одинаковую толщину анализируемого раствора является то, что оно может измерять в автоматическом режиме концентрацию в диапазоне не более одного порядка. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Поставленная цель достигается т что в устройстве для измерения кон центрации растворов веществ, содер жащем группу идентичных источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотопри емником, блок регистрации и управл ния , вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения, измерительная кювета выполнена в вид клина, а блок регистрации и управления содержит генератор икотульсов ключ, источник эталонных напряжени два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов , причем первые входы компара торов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, BTOjJsie входы ком параторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого , компаратора соединен с управляющим . входом ключа, а выход второго компаратора - с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом коммутатора. На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства. Устройство для измерения концентрации растворов веществ содержит группу источников 1 излучения, например светодиодов, измерительную кювету 2, которая выполнена в форме сужающегося книзу вертикального клина, фотоприемник 3, блок 4 регистрации и управления, вход которого соединен с выходами фотоприемника 3, а выходы - с входами группы источников 1 излучения, например светодиодов, расположенных вдоль одной из боковых поверхностей кюветы 2. Блок 4 регистрации и управления включает генератор 5 импульсов, ключ 6, источник 7 эталонных напряжений, первый 8 и второй 9 компараторы, коммутатор 10, усилитель 11, вольтметр 12 и индикаторы 13 диапазонов измеряемых концентраций, причем вход усилителя 11 связан с входом блока 4, а к выходу усилителя подключен вольтметр 12. Первые входы компараторов 8 и 9 соединены с входом блока 4 и входом усилителя, вторые входы - с источником 7 эталонных напряжений, выход первого компаратора 8 соединен с управляющим входом ключа 6, выход второго компаратора 9 - с шиной сброса коммутатора 10. Вход ключа 6 соед1 нен с выходом генератора 5 импульсов, а выход - с входом коммутатора 10, выходы которого соединены с индикаторами 13 и выходами блока 4. Работа устройства осуществляется следующим образом. Генератор 5 импульсЬв через открытый ключ б переключает каналы коммутатора 10, поочередно включая источники 1 излучения, начиная с верхнего. При этом с каждым переключением уменьшается длина оптического пути- излучения по раствору и, соответственно, увеличивается электрический сигнал на выходе фотоприемника 3. Излучение от очередного включенного источника 1, проходя через кювету 2 с исследуемым веществом, попадает на фотоприемник 3. На выходе фотоприемника 3 возникает сигнал в форме пос1оянного напряжения, который подается на первый вход компаратора 8, на второй вход которого подается эталонное напряжение, вели-;

чина которого соответствует нижнему уровню Электрического сигнала от фотоприемника 3 при работе на экспоненциальном участке интенсивности непоглощённого излучения. Пока сигнал с фотоприемника 3-меньше эталонного напряжения, напряжение на выходе компаратора 8 поддерживает ключ 6 в открытом состоянии. Как только включится один из источников 1 излучения, сигнал от которого вызьшает на фотоприемнике 3 выходной сигнал, лревышаищий эталонное напряжение, на выходе компаратора 8 возникает напряжение, закрывающее ключ б, и переключение источников 1 света компаратором 10 прекращается. При этом включенными окажутся выбранный автоматически источник 1 излучения и индикатор -13 соотв1етствующего диапазона. Сигнал с выхода фотоприемника 3 поступает также на усилитель 11, имеющий логарифмическую характеристику, а с выхода . усилителя 11 - на вольтметр 12, прогрещуированный в единицах концентрации. Если сигнал с выхода фотоприемника 3 превышает по напряжению уровень второго эталонного напряжения, соответствующего верхнему уровню электрического сигнала от фотоприемника-3 при работе на экспоненциальном участке интенсивности непоглощенного излучения, на выходе второго компаратора 9 появляется сигнал, сбрасывакадий комммутатор 10 в нулевое состояние, при этом включается сг1мый верхний источник 1 излучения и цикл измерений начинается сначала. Таким образом, автоматически выбирается оптимальная толщина анализируемого раствора для измеряемой в данный момент концентрации.

Изобретение позволяет значительно расширить пределы измеряемых значений концентрации растворов веществ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ ВЕЩЕСТВ, содержащее группу идентичньлх источников излучения, оптически связанных через измерительную кювету с фотоприемником, блок регистрации и управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выходы - с входами источников излучения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительная кювета выполнена в виде клина, а блок регистрации и управления содержит генератор импульсов, ключ, источник, зталонных напряжений два компаратора, коммутатор, усилитель, вольтметр и группу индикаторов, причем первые входы .компараторов соединены с входом блока регистрации и управления и входом усилителя, к выходу которого подключен вольтметр, вторые входы компараторов соединены с источником эталонных напряжений, выход первого компаратора соединен с управляющим входом ключа, а выход Ф второго компаратора - с шиной сброса коммутатора, выходы которого соединены с входами индикаторов и выходами блока, вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом коммутатора. сл к