Способ нефелометрических измерений Советский патент 1983 года по МПК G01N21/21 

Изобретение относится к области фотометрическим измерениям и может быть использовано в химической промышленности для контроля диспер ных сред, в частности в химико-фотографической промышленности для контроля осаждения твердой фазы в процессе синтеза фотоэмульсии. Известен способ нефелометрическ измерений,, заключающийся в том,что попеременно пропускают электромагнитнйе излучение по двум оптически каналам через измеряемую среду, и сравнивают потоки прямопрошедшего и рассеянного излучения, вышедших из среды через одно и то же окно рабочей камеры f , Недостатком способа являются по вышенные потери потоков излучения при прохождении через окно рабочей камеры, поскольку потоки проходят окна под некоторым углом к нормали окон. Возможны также погрешности, обусловленные неодинаковым загрязнением или изменением свойств оптических элементов систем формирования потоков излучения в условиях повышенной вредности химических производств, при изменении темпера турных и других условий. Известен также способ нефеломет рических измерений, включающий попеременное пропускание потоков элек тромагнитного излучения по основном и опорному каналам через исследуему среду, сравнение потоков выходящих из исследуемой среды с помощью двух фотоприемников, один из которых изм ряет только рассеянное в обоих каналах излучение, а другой - прошедшее через среду излучение в основно канале и рассеянное в опорном канале 2 . Способ позволяет уменьшить погрешности, обусловленные нелинейност фотоприемника, принимающего только рассеянное излучение, поскольку на него попадают близкие по величине потоки. Однако погрешности, обуслов ленные нелинейностью второго фотоприемника сохраняются. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нефелометрических измерений, включающему пропускание потоков электромагнитного излучения по основному и опорному каналам через исследуемую среду, сравнение потоков, выходящих из исследуемой среды с помощью двух фотоприемников, один из которых измеряет только рассеянное в обоих каналах излучение, а другой - прошедшее через среду излучение в основном канале и рассеянное в опорно канале, измеряют рассеянное средой в обоих каналах потоки излучения в направлении, перпендикулярном опорному каналу, а излучение, пропускае-мое по опорному каналу до взаимодействия с исследуемой средой, поляризуют под углом oi. к направлению, в котором измеряют только рассеянное средой излучение, причем /об/ с 45°. На чертеже приведена схема реализации способа. Способ нефелометрических измерений реализуется следующим образом. Лучистые потоки от источников 1 и 2 излучения основного и опорного каналов, соответственно, возбуждаемых напряжением от источников 3 и 4 питания, направляют с двух сторон в рабочую камеру 5 с исследуемой средой, причем излучение от источника 2 излучения поляризуют с помощью поляризатора б. Излучение от источника 1, прошедшее через рабочую камеру, и излучение, рассеянное при прохождении через рабочую камеру потока излучения от источника 2, попадают на фотоприемник 7. Излучение, рассеянное при прохождении через рабочую камеру потока излучения от источника 1, и излучение, рассеянное при прохождении через рабочую камеру потока излучения от источника 2, попадает на фотоприемник 8, расположенный в направлении, перпендикулярном направлению потока излучения от источника 2. Сигналы с фотоприемника 7, возбуждаемые попавшими на него потоками излучения,подаются на вход амперметра 9. Сигналы с фотоприемника 8, возбуждаемые попавшими на него потоками излучения, подаются на вход амперметра 10. Попеременно перекрывают потоки излучения от источников 1 и 2, меняя напряжение на выходе источника 3 питания, добиваются равенства снимаемых при этом с фотоприемника 8 сигналов, величина которых регистри- руется с помощью амперметра 9. Величину сигналов, снимаемых с фотоприемника 7, в то же время регистрируют с помощью амперметра 10. Результатом измерения является отношение сигналов, регистрируемых с помощью амперметра 10. Т . 07 де 0 - сигнал с фотоприемника 7 в случае, когда открыт ис. , точник 2 излучения; 3 - сигнал с фотоприемника 7 в случае, когда открыт источник 1 излучения. Сигналы с фотоприемников 7 и 8, оответствующие попавшим на них отокам излучения, могут быть запианы следующим образом. ,т;(р 5ДФ;у,

3 РоТТ,Я,((,1Ф), (3) 0;-ФтТбЯе(Ь), (4) 3 РЧЧ8Я 6 |Я5й ф, CS)

k,|-сигналы с фотоприемнидека В при открытых источниках 1 и 2 излучения;

Ф Ф Ло

потоки, излучаемые источниками 1 и 2;

Т ,Т - пропускание окон,че,рез которые излучение от- источников 1 и 2 входит в рабочую камеру ;

TtJe

пропускания окон, через которие излучение выходит из рабочей камеры в направлении фотоприемников 7 и 8,

(() - пропускание излучения средой на пути от источника 1 к фотоприемнику 7; R-J ff, рассеяние излучения

средой на пути -от источника 2 к фотоприемнику 7; R М)- рассеяние излучения

средой на пути от источника 1 к фотоприемнику 8;

) - расстояние излучения средой на пути от источника 2 к фотоприемнику 8;

Г

набор параметров,определяющих рассеяние и пропускание излучений средой;

6(9)- чувствительность фотоприемника 7 к потоку излучения Ф;

Ч.Ч - потоки излучения, попавшие на фотоприемник 7 при открытых источниках 1 и 2; 5g(9) - чувствительность фотоприемника 8 к потоку

излучения Ф ;

потоки излучения, попавшие на фотоприемник 8 при открытых источниках 1 и 2.

Учитывая, что при равенстве сигналов 3g и 3g с фотоприемника 8, соответствующих потокам излучения от источниксЗв 1 и 2, равны потоки, попадающие на фотоприемники, следовательно, равны чувствительности 5g и 5 , для 3 изм согласно равенствам (1) - (5) получаем выражение

, H TJPVRad) г,(фЪ

20

TUPVR|(()

язм

ОиЬдл. зависит от измеряемых параметров (5 и не зависит от пропусканий окон рабочей камеры и от интенсивностей источников излучения.

Поскольку плоскополяризованное излучение в направлении поляризации рассеивается слабее, чем в плоскости, перпендикулярной направлению поляризации, сделанный выбор направления оси фотоприемника, на который попадает только рассеянное излучение и поляризация пропускаемого через среду потока излучения позволяет уменьшить разность между

потоками излучения, которые попадают на фотоприемники, и тем самым уменьшить влияние нелинейности фотоприемников на результат измерения и повысить точность измерений.

СПОСОБ НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, включающий попеременное пропускание потоков электромагнитного излучения по основному и опорному каналам через исследуемую среду, сравнение потоков, выходящих из исследуемой -среды с помощью двух ютоприемников, один из которых измеряет только рассеянное в обоих каналах излучение, а другой - прошедшее через среду излучение в основном канале и рассеянное в опорном канале, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, измеряют рассеянные средой в обоих каналах потоки излучения в направлении, перпендикулярном опорному каналу, а излучение, пропускаемое по опорному каналу до взаимодействия с исследуемой средой, поляризуют под углом oi. к направлению, в котором измеряют только рассеянное средой излучение. / лJ 45 причем W