Устройство для измерения мутности жидких сред Советский патент 1984 года по МПК G01N21/27 

Изобретение относится к фотоэлект роколориметрическим анализаторам, более конкретно к приборам для контроля мутности поверхностных, подземных и сточных вод, а также других жидкостей, Известно устройство для измерения Мутности жидких сред или концентраци взвешенных веществ., содержащее измерительный сосуд, фотоприемник, источник света с устройством для коррекции светового излучения и блок управления t 1. Однако в этом устройстве в процес се измерения количество частиц взвеси в исследуемой жидкости постоянно меняется .из-за их осаждения и конвекционного хаотического движения, кроме того, световой поток рассеивается перегородками, ограничивающими исследуемую жидкость. Все это. снижает точность измерения мутности Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения мутности жидких сред, содержащее корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную соосно с измерительньм цилиндрическим сосу дом, и блок управления. Измерение мутности на утом устройстве производится путем определения разницы величин на приборе, регулирующем накал лампы при вторичном световом потоке, пропускаемом через исследуе мую воду, и первичном световом пото ке, пропускаемом через эталонную Ж -ЩКОСТЬ t 2 1.Однако конструкция измерительног сосуда в таком устройстве не позволяет осуществлять его автоматическу непрерывную промывку без изъятия измерительного сосуда из схемы устройства. Использование для калиброВ.ОЧНЫХ измерений эталонной жидкости усложняет процесс измерения и не да ет возможности в каждом кокретном случаекалибровки получать идентичные результаты, так как качество этой жидкости при калибровочных измерениях может зависеть от загрязне ности стенок измерительного сосуда. При пропуске светового потока через такой сосуд на интенсивность этого потока оказывает рассеивающее алияние как. поверхность жидкости, наход щейся в измерительном сосуде, так и стенки его дна. Все это значительн снижает точность измерения мутности . воды. Кроме того, на интенсивность светового потока в процессе измерения влияет хаотическое движение взвешенных частиц, вызванное конвекционными токами воды из-за разницы температур внутри сосуда и на его наружной поверхности. Это приводит к неоднократному попаданию одних и тех же частиц под световой поток, что снижает точность получаемых результатов измерения мутности. Цель изобретения - повьш1ение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения мутности жидких сред, содержащем корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную соосно с измерительным цилиндрическим сосудом, и блок управления, корпус выполнен цилиндрическим и проточным, измерительный цилиндрический сосуд расположен в корпусе с кольцевым зазором, а дно измерительного цилиндрического сосуда выполнено выпуклым в виде клапана конической формы, в верхнюю часть которого встроена вьшуклая линза, при этом измерительный сосуд установлен с возможностью его вращения вокруг вертикальной оси. На чертеже изображена схема устройства для измерения мутности жидких сред (мутномера). Мутномер содержит проточный корпус 1, измерительный цилиндрический сосуд 2, расположенный в корпусе верTKKantiHo и имеющий дно 3 с встроенной в него вьтуклой линзой 4 . Дно 3 выполнено в виде клапана, управляемого пружинами 5 и 6 и электромагнитами 7 и 8. В состав мутномера входит также, оптическая система 9 для формирования светового потока, электродвигатель 10 с передачей 11 для вращения измерительного сосуда 2, фотоприемник 12, труба 13 для подвода воды с электромагнитным клапаном 14, труба 15 для отвода воды, блок 16 управления, в состав которого входит прибор для регулирования накала лампы 17. Фотоприемник 12 и электромагниты 7 и 8 располагаются в закрытом корпусе 18, к koTopOMy присоединена труба 19 для подвода кабеля к блоку 16 управления. Измерйтельный цилиндрический сосуд 2 за креплен в корпусе с помощью подтипника 20. В нижней части измерительного цилиндрического сосуда 2 имеется герметизирующая резиновая прокладка 21. Мутномер работает следующим образом. В.начальном положении включен электромагнитный клапан 14 и электромагниты 7 и 8. Между измерительны цилиндрическим сосудом 2 и вьшуклым дном 3 имеется зазор. Исходная вода поступает в корпус 1 по трубе 13, протекает через измерительный цилиндрический сосуд 2, зазор между и мерительным цилиндрическим сосудом и дном 3 и вытекает через трубу 15 на слив. Периодичность проведения измерений мутности устанав.пивается с помоп(ью реле времени, входящего в состав блока 16 управления. По сигналу, поступающему из блока 16 управления, электромагнитный клапан 14 перекрывает подачу воды п -Трубе 13, и после опорожнения корпу са 1 отключаются электромаг иты 7 и 8, в результате чего выпуклое дно с помощью пружин 5 и 6 прижимается к измерительному цилиндрическому со суду 2. Герметизация нижней части измерительного цилиндрического сосу да 2 обеспечивается резиновой прокладкой 21 . По сигналу блока 16 управления включается электродвигатель 10, кот рый с помощью передачи 11 вращает измерительный цилиндрический сосуд с дном 3 в течение определенного вр мени, достаточного для удаления капель воды с поверхности выпуклой ли зы 4. Такое высушивание вьшуклой ли зы 4 путем центробежного удаления капель воды позволяет проводить калибрбвочное первичное измерение интенсивности светового потока через воздух, а не через эталонную жидкость, что повьщ1ает точность калибровки и исключает необходимость под вода к мутномеру эталонной жидкости что при автоматическом измерении значительно упрощает его конструкци По сигналу блока 16 управления электродвигатель 10 отключается и вращение измерительного цилиндричес кого сосуда прекращается. В этот же момент подается напряжение на лампу 17 и световой поток, проходя чер оптическую систему 9, пустой измерительный цилиндрический сосуд 2 и выпуклую линзу 4, попадает на фотоприемник 12, от которого электрический сигнал поступает в блок 16 управления. Последний изменяет уровень освещенности лампы 17, доводя его до номинального, соответствующего режиму калибровки. Величина напряжения, соответствующего номинальной яркости лампы 17, запоминается блоком 16 управления. После этого по сигналу блока 16 управления отключается лампа 17 и включаются электромагниты 7 и 8 и электромагнитный клапан 14. Вода протекает через корпус 1 и измерительный цилиндрический сосуд 2. Затем последовательно отключаются сначала электромагниты 7 и 8, закрывая дном 3 измерительный цилиндрический сосуд 2, а затем электромаг- местный клапан 14,прекращая подачу воды по трубе 13 в корпусе 1. В-измерительном цилиндрическом сосуде,2 задерживается определенный объем воды. Избыток воды стекает по зазору между цилиндрическим измерительным сосудом 2 и корпусом 1- и удаляется через трубу 15, Такое движение воды по зазору непосредственно перед измерением интенсивности вторичного светового потока позволяет исключить влияние на погрешность измерений конвекционных токов воды, вызванных разницей температур на наружной поверхности измерительного цилиндрического сосуда 2 и внутри этого сосуда. Это созДает условия для исключения попадания одних и тех же частиц под световой поток неоднократно, что увеличивает точность измерений. После прекращения движения воды через корпус 1 по сигналу блока 16 управления снова подается напряжение на лампу 17 и производится аналогичное первичному световому потоку регулирование накала лампы при вторичном световом потоке, проходящем через исследуемую воду. Блок 16 управления определяет разость напряжений, поданных на лампу 17 при вторичном и первичном (калибровочном) световых потоках и по этой разности определяется соответствующая величина мутности исследуемой воды. Устанобка измерительного сосуда в проточный корпус с кольцевым зазором между стенкаьш позволяет предотвратить возникновение конвекционных токов воды в процессе измерения, так как при пропускании вторичного свето вого потока через исследуемую воду наружные.стенки измерительного сосудг :остаются смоченными той же водой, какая находится внутри сосуда, т.е. температура внутри сосуда и снаружи одинакова. Таким ббразом, частицы взвеси в воде при пропускании вторичного светового потока могут двигаться только в вертикальном направлении, совпадающем с направлением светового потока. Это также значительно повьшает точность измерения мутности. Кроме-того, установка цилиндричес кого измерительного сосуда в проточный корпус и устройство дна в виде клапана, управляемого электромагнита ми и пружинами и имеющего выпуклую форму, позволяют производить качественную промывку измерительного цилиндрического сосуда проточной водой без его удаления из корпуса прибора. Это также влияет на повышение точности измерения мутности. Возможность вращения, цилиндрического измерительного сосуда вокруг вертикальной оси в совокупности с выпуклой формой одной из линз опти ческого блока, встроенной в его дно позвЬляет проводить калибровочные измерения первичного светового потока не через эталонную жидкость, а че рез воздух, так как при вращении цилиндрического измерительного сосуд поверхность встроенной дно вьшуклой линзы быстро освобождается от капель воды (высушивается), которые , удаляются под действием центробежных /:ил. Воздух, через который пропускается световой поток при калибровочных измерениях, по сравнению с любой эталонной жидкостью обладает значительно большим постоянством состава и проведение калибровочных измерений через него значительно увеличивает точность измерения. Если же на выпуклой линзе, встроенной в дно цилиндрического измерительного сосуда, останутся другие (не жидкие) загрязнения, то их влияние на получаемые результаты полностью исключается проведением измерений вторичного светового потока через исследуемую воду. Кроме того, устройство дна измерительного цилиндрического сосуда с встроенной в него одной из линз оптического блока позволяет при пропускании вторичного светового потока этой линзе находиться в непосредственном контакте с исследуемой водой. Следовательно, исключается рассеивающее влияние на интенсивность светового потока перегородок, ограждающих исследуемьй объем воды, что также увеличивает точность измерения мутности. Таким ббразом, предлагаемый мутномер обладает повьш1енной точностью измерения, быстродействием, возможностью автоматического проведения измерений (без затрат времени лаборантского состава), качественной автоматической промывкой измерительного цилиндрического сосуда.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МУТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее корпус с расположенным в нем вертикально измерительным цилиндрическим сосудом, оптическую систему с фотоприемником, расположенную сроено с измерительным циливдрическим сосудом, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус вьщолнен цилиндрическим и проточным, измерительный цилиндрический сойуд расположен в корпусе с кольцевым зазором, а дно измерительного цилиндрического сосудз выполнено вьшуклым в виде клапана конической формы, в верхнюю часть которого встроена выпуклая линза, при этом измерительный сосуд установлен с возможностью его вращения вокруг вертикальней оси.