Двухлучевой фотометр Советский патент 1985 года по МПК G01J1/04 

изобретение относится к технике фотометрического анализа, более конкретно к фотометрам, предназначенным для анализа состава жидкостей в технологических процессах в химической, нефтяной, нефтехимической и других о/фаслях промьплленности. Фотометры используют для анализа состава: жидкостей как непосредственно на выходе технологического процесса, так и в качестве детекторов жидкостных хроматографов.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения динамической погрешности, возникающей при изменении во времени состава измеряемого компонента.

На фиг.1 представлена структурна схема двухлучевого фотометра , на фиг.2 - кювета фотометра с разнесенными для наглядности формирователями потока.

Фотометр содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2 для формирования двух измерительных каналов излучения, рабочую 3 и сравнительную 4 кюветы, состоящие каждая из двух проточных камер, рабочей основной камеры -5, сравнительной вспомогательной камеры 6, рабочей вспомогательной камеры 7, сравнительной основной камеры 8, два фотоприемника 9, 10, расположенные в каждом канале, выходы которых соединены с первым и вторьм входами измерительного устройства 11, четыре формирователя 12-15 потока.

Рабочие основная и вспомогательная камары 5 и 7 установлены в контакте соответственно со сравнительными вспомогательной и основной камерами 6,8 так, что одна из боковых стенок рабочей и сравнительной кюветы общая. Формирователи 12-15 потока выполнены в виде усеченных пирамид, установленных перпендикулярно потоку излучения, в контакте с основными и вспомогательными камерами рабочей и сравнительной кюзет соответственно.

Меньшие основания формирователей соединены со штуцерами 16-19 дл ввода и вывода анализируемой и сравнительной жидкостей.

Два формирователя 12, 13 потока анализируемой жидкости соединены

С рабочей кюветой 3, а два других 14, 15 - со сравнительной кюветой 4

Устройство работает следующим образом.

Из светового потока, создаваемого источником 1 излучения, оптической системой 2 формируются два идентичных канала излучения - рабочий и сравнительный, проходящих через оптические тракты кювет 3 и 4 Вследствие поглощения излучения жидкостью, проходящей через кюветы, происходит уменьшение световых Потоков, падающих на фотоприемники 9,10. Измерительное устройство 11 регистрирует злектрические сигналы с фотоприемников, пропорциональные поглощению излучения в кюветах, и по значению отношения этих сигналов получаемого с выхода делительного устройства, судят о концентрации измеряемого компонента. Анализируемая жидкость одновременно проходит через рабочую основную камеру 5 рабочей кюветы 3 и сравнительную вспомогательную камеру 7, сравнительная жидкость одновременно проходит .через сравнительную вспомогательную камеру 6 и сравнительную, основную камеру 8 кюветы 4. Такое соединение обеспечивает измерение параметров жидкостей в рабочем и сравнительном канале в одном сечении потоков и устраняет динамическу погрешность при изменении состава анализируемой жидкости на входе в устройство.

В соответствии с принятыми обозначениями имеем

t гpi -pz

Р

Световые потоки, падающие на сравнительный и рабочий фотоприемни45 ки, соответственно равны

лВг/12 fi

Э СТ 5

/ / Ci /I X -р J

- световой поток на

50 где

входе кюветы;

оптическая база основной камеры;

оптическая база вспомогательной камеры;

коэффициент пропускания измеряемого компонента;

коэффициент пропускания растворителя или сравнительной жидкости;

коэффициент пропускания загрязненного стекла окна кюветы.

Пропорциональные значениям Р, и р2 электрические сигналы с фотоприемников поступают на вход измерительного устройства 11, с выхода которого после деления сигналов на делительном устройстве получаем сигнал равный

,

Ф IC-1- Г

(р у

1185110

к,- коэффициент пропоргде К

циональности;

К. и Kj - коэффициенты передачи фотоприемников;

К - коэффициент передачи делительного устройства.

Таким образом, в измерительном устройстве 11 формируется сигнал, пропорциональньп только измеряемому параметру tjf не зависящий от нестабильности излучения, изменения параметров фотоприемников, загрязнения оптических окон кюветы, изменения параметров сравнительной жидкости и не имеющий динамической погрешности при изменении во времени параметров анализируемой жидкости.

ДВУХЛУЧЕВОЙ ФОТОМЕТР, содержащий источник излучения, расположенные последовательно по ходу излучения- оптическую систему для формирования двух измерительных ка налов, в которых расположены рабочая и сравнительная кюветы, два фо топриемника, расположенные в каждо канале, и измерительное устройство первый и второй входы которого соединены с выходами фотоприемников, при этом рабочая и сравнитель ная содержат штуцера для вв да и вывода соответственно анализируемой и сравнительной жидкостей и вьшолнены с основными и вспомога тельными камерами, причем оптические базы камер рабочей кюветы равны оптическим базам соответствующих камер сравнительной кюветы, а соотношение оптических баз основной и вспомогательной камер каждой кюветы находится в пределах от 2:1 до 10:1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения динамической погрешности, возникающей при изменении во времени состава анализируемой жидкости, в фотометр, введены два формирователя потока анализируемой жидкости и два формирователя потока сравнительной жидкости, вьтолненные в виде усеченных пирамид, камеры рабочей кюветы установлены в контакте соответственно с вспомогательной и основной камерами сравнительной кюветы, а формирователи установлены перпендикулярно потоку излучения в контакте с основными и вспомогательными камерами рабочей и сравнительной кювет соответственно, при этом формы контактирующих граней формирователей и кювет одинаковы, а меньшие основания формирователей гидравлически соединены со штуцерами для ввода и вывода анализируемой и сравнительной жидкостей. б Uf.1