Кюветное устройство для фотометрирования Советский патент 1984 года по МПК G01N21/05 G01N21/25 

Изобретение относится к конструкилям кювет, предназначенных для изме рения прозрачности растворов и может быть использовано в средствах автоматики, служащих для анализа техноло гических растворов, природных и сточ ных вод. Известна 1у1линдрическая кювета в которой для эффективности очистки вну ренних поверхностей имеются чистящие тары, а штупер подвода промьшочной жидкости установлен тангенциально к корпусу кюветы С П. Однако чистящие шары,находясь внутри данной кюветы, сами покрываются налетом загрязнения и не только очищают оптические элементы кюветы, но и намазывают на них загрязнения со своей поверхности. Кроме того, от длительного воздействия чистящих зле ментов «а поверхности стекла возникают ттродефекты, которые изменяют его оптические свойства,,Из-за дискретного принципа очистки в паузах происходит загрязнение оси кюветы, что изменяет оптическую плотность. Все это приводит к снижению надежнос ти работы устройства, - Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту Является кюветное устройство для фотометрирования, содержащее вер тикальнзпо проточную камеру со штуцерами ввода и слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от загрязнения. Вертикальная проточная камера имеет два оптических окна в верхней и нижней его частях. Нижнее окно сделано выпуклым. Сбоку корпуса имеются штуцеры ввода и вьшода аналйзируемого раствора, а также воздуш ный затвор для подвода в кювету давления в пространство между жидкостью и верхним оптическим окном. Этим Пре дотвращается попадание капель на вер нее окно при разбрызгивании жидкости. Анализируемый раствор в кювете п дается снизу вверх. Устранение загрязнения нижнего окна кюветы осуществляется ферромагнитным телом, расположенным внутри кюветы на выпуклом окне у боковой стенки корпуса Это тело электромагнитом приводится в возвратно-поступательное движение, чем и осуществляется механическая за чистка окна tz J, Недостатком известного устройства является необходимость механической зачистки оптического окна кюветы. Твердые частицы загрязнения, -попадая под ферромагнитное тело или выталкиваемые им с поверхности, повреждают стекло, наносят мелкие трещинки и царапины. Пластичные частицы только размазываются ферромагнитным телом по стеклу и полностью с него не удаляются. Из-за этого устройство ненадежно в работе, поскольку оптическое окно приобретает матовость и результаты анализа оказываются завышенными. Наличие у кюветы верхнего оптического окна требует его надежную защиту от разбрызгивания жидкости, подаваемой снизу. Накачивание в кювету сжатого воздуха усложняет устройство, так как необходимы компрессор, воздушный затвор, высокая герметизация и прочность кюветы. Предлагаемое устройство зачистки окна периодического действия, поэтому оно загрязняется в промежутке между включением ферромагнитного тела в работу, что завышает величину измерений. Известное устройство не обеспечивает автоматическое удаление механических примесей, постоянно накапливающихся на дне корпуса кюветы. Схема для непрерывного измерения оптической плотности раствора в условиях сильно загрязненных анализируемых жидкостей работает недостаточно надежно. Устройство также не может работать после аварийного отключения электроэнергии. Недостатком кюветы является и постоянство толщины поглощающего слоя жидкости, что ограничивает область применения устройства только чистыми {сравнительно ) растворами, например питьевой водой, оптическая плотность которой изменяется в незначительиных пределах. Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе. Указанная цель достигается тем, что в кюветное устройство для фо- . тометрирования, содержащее вертикальную проточную камеру со штуцерами ввода и слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от загрязнения, последнее выполнено в виде слоя тяжелого органического растворителя, а устройство дополнительно снабжено дозатором средства защиты окна, , расположенным над проточной камерой, регулировочной трубкой толщины поглощающего слоя с линейкой, а также устройством рекуперации отстоявшего- ся слоя, включающим дополнительную камеру, снабженную штуцерами ввода и слива жидкости, и дискретным датчи ком отстоявшегося слоя, расположенную ниже дна проточной камеры, исполнительные механизмы удаления и возврата растворителя, релейный блок сбросный клапан и насос для возврата растворителя на оптическое окно через дозатор, причем дискретный датчик отстоявшегося слоя связан через релейный блок с исполнительным механизмами, подключенными к сбросному клапану и насосу, а входной шту цер дополнительной камеры соединен с выходным штуцером проточной камеры и с одним из концов трубки регулирования толщины слоя жидкости. На фиг. 1 представлена схема кюветного устройства для фотометрирования; на фиг. 2 - схема устройства рекуперации отстоявшегося слоя. Кюветное устройство для фотометрирования имеет вертикальную проточную камеру 1, штуцеры ввода 2 и елива жидкости 3, трубку 4. Последняя углублена до уровня органического растворителя для предотвращения образования эмульсии от гидравлического удара исследуемой жидкости с органическим растворителем в подготовительный период заполнения устройства. Внизу проточной камеры 1 установлено оптическое окно 5, отделенйое от анализируемой жидкости средством защиты окна, выполненным из тяжелого органического растворителя 6, до затор 7 органического растворителя, осветитель 8, фотометр 9. Проточная камера I связана с трубкой 10 регулиров шия толщины поглощающего слоя жидкости через, устройство для удале ния отстоявшегося слоя, имеющего сборник 11 органического растворителя и осадка, сбросный клапан 12 и насос 13. Уровень исследуемой жид кости в проточной камере 1 задается трубкой IО регулирования толщины поглощающего слоя жидкости по линей ке 14. В подготовительный период за- 50 ком

полнения устройства тяжелый органи ческий растворитель 6 помещается на оптическое окно 5 дозатором 7 на уровень штуцера 3 до появления слоя растворителя в сборнике органического растворителя и осадка 11.

Устройство для удаления отстоявшегося слоя тяжелого органического

чика 19 исполнительный механизм 21 включает подачу органического растворителя из емкости 15 в дозатор 7 насосом 13, работающего от реле времени блока 20. Момент включения насоса отмечается счетчиком импульсов в блоке 20. По достижении заданного числа циклов работы насоса 13 осурастворителя и осадка жидкости содержит емкость 15 с входным 16 и двумя выходными 17 и 18 штуцерами. Штуцер 17 соединен с насосом 13, а штуцер 18 с сбросным клапаном 12. Датчик 19 отстоявшегося слоя, .выполненный в виде дискретного датчика толщины слоя (электрический или ультразвуковой)через релейный блок 20 связан с исполнительными механизмами 21 и 22. Устройство работает следукицим образом. Исследуемая жидкость подается в проточную камеру 1 через штуцер 2, трубку 4 и выводится из кюветного устройства через штуцер 3, сборник органического растворителя и осадка I1 и трубку 0 регулирования толщины поглощакйдего слоя жидкости. Одновременно из дозатора 7 на окно 5 подается в непрерывном режиме тяжелый органический растворитель с расходом 15 150 капель в минуту в зависимости от размеров и количества механических частиц в жидкости. Сжатый осадок с исследуемой жидкостью и частью органического растворителя поступает в сборник I1, где тяжелый органический растворитель осаждается и насосом дискретно возвращается в дозатор 7, а осадок с частью органического растворителя сбрасывается через сбросный клапан 12. Интенсивность света от осветителя 8 фиксируется фотометром 9. В подготовительный период емкость 15 устройства для удаления отстоявшегося слоя тяжелого органического растворителя и осадка жидкости заполняется жидкостью одновременно с заполнением проточной камеры 1. В рабочий период жидкость непрерывно поступает через штуцер 16 в емкость 15 и сбрасывается в слив. Отстоявшиеся тяжелые примеси и органический растворитель осаждаются и накапливаются на дне, образуя фазовый слой. В дальнейшем по достижении осадзаданной толщины от сигнала датSществляется полный сброс органического растворителя с осадком через экран I2 по команде исполнительного механизма 22. Для повышения надежности работы с сильно загрязненными водами в уст ройстве предусмотрено отключение зв на рекуперации органического растворителя по цепи: штуцер 17 - насос . 13 - дозатор 7, и включение устройства без звена рекуперации. В этом случае после каждого сигнала датчика 19 срабатьшает исполнительный механизм -22, включающий клапан 12. Эта мера предосторожности предохраняет попадание загрязненного растворителя в дозатор 7. Предложенное кюветное устройств обеспечивает постоянный и непрерывный контроль мутных или других загр зняюи1 1х оптические окна жидкостей, например в технологических, природных и Сточных; водах. Преимущестьо предлагаемого устройства над известными заключается в исключении непосредственного контакта жидкости с окнами кювет, что предотвращает их загрязнение и изменение оптической плотности в ходе эксплуатации. Независимость оптичес кой плотности от условий измерения достигается вследствие постоянного обновления поверхности органического растворителя, находящегося над оптическим окном. Наличие только од 1 ного оптического окна в кювете упрощает конструкцию. В кювете просто решается регулировка необходимого уровня жидкости с хорошей воспроизводимостью. Уровень жидкости в кювете мало подвержен влиянию расхода жидкости, а зарастание боковых стенок осадком кюветы не сказывается на величину оптической плотности. При использовании предложенной кюветы возможен анализ как прозрачных, так и мутных растворов, причем фракционный состав мути не оказывает влияния на надежность работы кюветного устройства. Используемые органические растворители можно применять как жидкостные светофильтры, что расширяет возможности и эффективность использования данного кюветного устройства. Поскольку органический растворитель находится под слоем воды, то исключается его токсикологическое воздействие на обслуживающий персонал. 0тстойное устройство для органического растворителя и осадка сокращает его безвозвратные потери. Предлагаемое устроЧство позволяет непрерывно и надежно контролировать качество растворов, прекратить сбросы на очистные сооружения, нормализовать работу последних и предотвратить загрязнение водоемов неочищенными сточными водами при их перегрузке.

ho&atia

раствора В Слив

-HzO

affffX

18

7 фиг 2

/

,13

If

КЮВЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОМЕТРИРОВЛНИЯ, содержащее вертикальную проточную камеру со штуцерами ввода н слива жидкости и оптическим окном, расположенным в дне камеры, и средство защиты окна от загрязнения, отличаюпдееся тем, что, с целью повьпнения надежности устройства в работе, средство защиты окна от загрязнения выполнено в виде слоя тяжелого органического растворителя, а устройство дополнительно снабжено дозатором средства защиты окна, расположенным над проточной камерой, регулировочной трубкой толщины поглощающегося слоя с линейкой, а также устройством рекуперации отстоявшегося слоя, включающим дополнительную камеру, снабженную щтуцерами ввода и слива жидкости, и дискретным датчиком отстоявшегося слоя расположенную ниже дна проточной камеры, исполнительные механизмы удаления и возврата растворителя, релейный блок, сбросный клапан и насос для возврата растворителя на оптическое окно через дозатор, причем дискретный датчик отстоявшегося слоя связан через релейный блок с испол(Л нительными механизмами, подключенными к сбросному клапану и насосу, а входной штуцер дополнительной камеры соединен с выходным штуцером проточной камеры и с одним из концов трубки регулирования толщины слоя жидкости. 00 00 4