Кювета для фотометрических измерений Советский патент 1985 года по МПК G01N21/05 

1115 Изобретение относится к анализу жидких и дисперсных сред, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим контроль и измерение концентрации нефти (нефтепродуктов) в сбросовых водах. Известна кювета для (Ьотометричес ких измерений, содержания корпус, измерительную полость, ограниченную оптическимиокнами. Жидкость поступает через канал, расположенный тангенци;шьно оси кюветы. Благодаря этому воздуитые пузырьки собираются в центре измерительной полости, а затем выводятся через трубку сброса, минуя измерительную полость кюветы 1. Недостатком этой кюветы является то, что при длительной работе оптические стекла кюветы загрязняются различного рода взвесями, присутствующими в измеряемой жидко ти, что приводит к понижению точности измерения. Наиболее блИ-зким к изобретению по технической сущности является кювета для фотометрических измерений, содержащая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов опти ческими окнами, входной и выходной штуцера 2. Нефть и нефтепродукты в виде пленок II сгустков оседают на стенки кюветы и измерительной части, вызывая резкое завышение показаний; все возможные загразнения и частицы воз духа также вызывают резкое завышение показаний прибора. Цель изобретения - повышение точ ности измерений путем исключения за грязнения оптических стекол. Поставленная цель достигается тем, что кювета для фотометрических измерений,содержащая корпус,включаю щий верхнюю и нижнюю крышки, рабоч полость, ограниченную с торцов опти ческими окнами, входной и выходной щтуцера, дополнительно содержит входную и выходную цилиндрические полости, сосуд и поршень со штоком установленный с возможностью возвр но-поступательного перемещения, при этом входная и выходная цилиндрические ,полости расположены симме рично и перпендикулярно относитель оптический .оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью, выпол ненной в йиде плоскопараллельной щели, сосуд выполнен в виде цилиндрической трубки с расширением в среднеГ части и установлен в верхней крышке корпуса симметрично оси входной цилиндрической полости, входной штуцер расположен внутри входной 1Д1линдрической полости на ее оси, торец входного штуцера расположен в средней части сосуда, выходной штуцер связан с выходной полостью, а шток поршня установлен в верхней крышке. На фиг. 1-3 показаны три проекции фотометрической кюветы; на фиг. 4 принципиальная схема фотометрического устройства. Кювета содержит корпус (не показан) , рабочую полость 1, верхнюю и нижнюю КРЫШКИ 2 и 3. Внутри корпуса расположены две цилиндрические полости 4 и 5,входная и выходная соответственно, входная и выходная цилиндрические полости расположены симметрично и перпендикулярно относительно оптической оси кюветы и соединены между . собой рабочей полостью 1. В входной цилиндрической полости 4 проходит входной штуцер 6, расположенный на оси входной цилиндрической полости 4. Торец входного шту: ера расположен в средней части полого сосуда 7, имеющего расширение в средней части. Выходной штуцер 8 закреплен на крышке 2 и соединен с выходной полостью. В верхней крыщке через уплотнение 9 проходит шток 10, в рабоуей части которого установлен поршень 11. Перемещение поршня может осуществляться как вручную, так и автоматически, при этом форма Поршня выбрана по форме кюветы, а геометрические размеры и ход выбраны с расчетом пеоекрыть оптическую часть кюветы с ,целью ее очистки. Рабочая полость t, выполнена в виде плоскопараллельной щели и соединяет входную и выходнук цилиндрические полости. Рабочая полость 1, ограничена с торцов оптическими окнами 12. Фотометрическое устройство содержит рассеивающую 13 и собирающую 14 линзы, фотометрическую кювету 15, фотоприемник 16, источник 17 света. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Исследуемый раствор подается по входному штуцеру 6 в расширенную 3 часть гюлогп сосуда 7 и сливается в входную полость А, откуда заполняет рабочую полость 1 кюветы, далее выходную полость 5 и через выходной штуцер 8 происходит сброс. При попада11ин п ра;сширенную част полого сосуда 7 жидкость, содержаща пузырьки воздуха, освобождается от них, а всевозможные загрязнения продолжают свой путь, палипая на стенки кюветы. В зависимости от степени загрязнения исследуемой жидкости и требуе мой точности измерения периодически производится очистка измерительной части кюветы. Для этого поршнем вру ную или автоматически от привода пр изводят очистку поверхности рабочей части кюветы. Световой поток равномерно освещает (после линзы 13) торцовую поверхность кюветы. Круглое прозрачное окно 12 на входе кюветы обеспечивает равномерный световой поток диаметром d. Пройдя щель рабочего канала и собирающую линзу 14, свето вой поток фиксируется на фотоприемнике 16. Для исключения всевозможных дополнительных световых наводок поверхность кюветы, кроме окон 12, выполнена светонепроницаемой. От пузырьков воздуха жидкость ос вобождается следующим образом. Входной 6 и выходной 8 штуцера расположены на одном уровне, что обеспечивает нахождение жидкости во всех объемах кюветы (4, 1 и 5). Жид кость из входного штуцера 6 равно1мерно и спокойно сливается в расширенную часть полого сосуда 7, поскольку все объемы (4, 1 и 5) заполнены (берется случай работы кюветы после его заполнения) и имеется связь с атмосферой полого сосуда 7, то пузырьки воздуха покидают жидкость. Диаметр полого сосуда 7, в частном случае, равен 30 мм, а входного штуцера - 8 мм, т.е. площад цилиндра в 10 раз больше площади шту цера, что обеспечивает плавность ра текания жидкости. Эксперименты показали, что при окон чании входного штуцера 6 во входной полости 4, отсутствии расширенного полого сосуда 7 и его связи с атмосферой, вся водонефтяная смесь проходит через рабочую полость 1, неся с собой все воздушные пузырьки. При этом Kpymtbie пузырьки, проскакивая 904 оптический луч, вызывают скачки в показаниях, а осевшие более мелкие пузырьки воздуха в зоне окна 12 вносят ошибки, увеличивающиеся по мере нарастания пузырьков как по количеству, так и по их размерам. Причем количество и размеры пузырьков во времени меняются произвольно, т.е. процесс не контролируем. Они собираютея, растут, срываются, снова собираются и т.д. Наличие входного штуцера 6, расширенного сосуда 7, связанного с атмосферой, позволяют исключить прохождение пузырьков воздуха через рабочий канал до 80%. Видимых на глаз пузырьков воздуха нет и фотометр работает без выбросов. . Мелкие невидимые на глаз пузырьки воздуха со времением оседают и собираются на стенках кюветы и в зоне и начинают влиять на измерения. Тогда в работу вступает поршень, который их и сбрасывает. Периодичность хода поршня задается оператором в зависимости от условий работы. Диаметр светового потока (луча) определяется диаметром d круглого окна 12. Чтобы загрязнение не оказывало влияние на измерение рабочий канал необходимо периодически очищать поршнем. При этом ширина поршня 1 должна быть больше диа метра d светового потока (окна). В частном случае диаметр окна мм, а ширина поршня мм (т.е. 1 2; 1 ,5 d) . Поршень перекрывает окно на 3 мм симметрично. При ширине поршня, равной или меньшей, диаметра окна, очищаться будет не вся поверхность окна, что вызовет погрешность в измерении из-за частичного неконтролируемого загрязнения просвечиваемого участка. Особое загрязнение, а соответственно завышение результатов измерений во времени, вызывают частицы нефти и нефтепродуктов яри использовании данной кюветы в приборах измере--, ния концентрации нефти и нефтепродуктов. При работе приборов имеет место наличие воздушных пузырей в протоке и их замер вызывает значительное завьш1ение результатов измерений до 100 и более процентов. Компенсация погрешности осуществляется путем перемещения клина (ручной,дистанционный метод). Пузырьки воздуха, накапливаясь, срываются как и сгусти нефти, что вызывает трудности в

КЮВЕТА ДЛЯ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, содержащая корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, рабочую полость, ограниченную с торцов оптическими окнами, входной и выходной штуцера, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности измерений, она дополнительно содержит входную и выходную цилиндрические полости, сосуд и поршень со штоком, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом входная и выходная цилиндрические полости расположены симметрично и перпендикулярно относительно оптической оси кюветы и соединены между собой рабочей полостью, выполненной в виде плоскопараллельной щели, сосуд выполнен в виде цилиндрической трубки с расширением в средней части и установлен в верхней крьшке корпуса симметрично оси входной цилиндрической полости, входной штуцер расположен внутри входной цилиндрической полости на ее оси, торец входного штуцера расположен в средней С части сосуда, выходной штуцер связан с выходной полостью, а шток поршня установлен в верхней крышке. 8 ел 1 ел // Фиг. f