Фотометрический концентратомер Советский патент 1986 года по МПК G01N21/27 

«

Изобретение относится к автоматическим фотометрическим анализаторам веществ, в частности используется для автоматического определения концентрации веществ в технологических растворах, и может применяться в гидрометаллургической, химической и других отраслях промьшленности.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения при непрерывном режиме работы и упрощение устройства.

На фиг. I представлена блок-схема фотометрического концентратомера на фиг. 2 - эшоры напряжений на входах компаратора измерительного и фотореле эталонного каналов,

Концентратомер содержит функциональный генератор 1, соединенный с источником 2 излучения, оптический разделитель 3, измерительную кювету 4, фотоприемник 5, фотореле 6, выход фотоприемника 5 соединен с пер- вьв4 входом компаратора 7, блок 8 эталонш 1Х напряжений, соединенный с вторыми входами компаратора 7 и фотореле 6. Выход компаратора 7 соединен с первым входом схемы 9 вычитания, на второй вход которой подается выход с фотореле 6, выход со схемы 9 вычитания подается на регистрирующее устройство 10.

Концентратомер работает следующи образом.

Функциональный генератор 1 вырабатывает экспоненциальные импульсы напряжения вида

± -и ,

где и - амплитудное значение импулса;

основание натурального логарифма;

1 - постоянная времени импульса;

t - текущее время. Импульсы напряжения с функционалного генератора 1 подаются на источник 2, где они преобразуются в импульсный световой поток, поступающи на оптический разделитель 3, на ко- тором световой поток делится и соответственно поступает на фотореле 6 и на измерительную кювету 4.

На основании известного закона Бугера-Ламберта световой поток, прошедший через измерительную кювету 4

с окрашенным раствором, определяется следующим выражением

11.«Л

-где 1„ - интенсивность светового

потока источника излучения; - коэффициент светопоглоще- ния, зависящий от природы растворенного вещества;

- толщина поглощаемого слоя

раствора в кювете; с - концентрация вещества в

растворе.

Поступающие импульсные световые потоки на фотоприемник 5 и фотореле 6 описываются выражениями

I.,. (1)

(1 - К)1,е

- i

.р- г(2)

где 1,, 1, - амплитуды импульсов

светового потока, поступающие на фотоприемник 5 и фотореле 6; К - коэффициент деления

.света оптическим разделителем. Из (1) и -(2) следует

1

fC

i

.и 5

1. (3) (4)

Амплитудная интенсивность светового потока, поступающая на оптический разделитель 3 с источника 2 света, в каждом импульсе постоянна, тогда с учетом (3) и (4) получаем

il.,..e --l-- .1,. (5)

Фотоприемник 5 и фотореле 6 осуществляют линейное преобразование светового потока в напряжение, следовательно можно записать

и fc 1 „ ,t 50 к 1

где - «,,„ , ,-г амплитуды импульсов напряжения на фото- приемннке 5 и фото- S5реле 6.

Им11:ульсный сигнал напряжения с фотоприемника 5 поступает на вход компаратора 7.

Амплитуды и длительности импульсов напряжений на фотоприемнике 5 и фотореле 6 связаны с порогами срабатывания компаратора 7 и фотореле 6, задаваемыми блоком эталонных напряжений, следующим образом

AL

(7)

(8)

напряжения порога срабатывания компаратора 7 и фотореле 6;

At, dt - Длительности выходных импульсов компаратора 7 и фотореле 6.

Выходные импульсы компаратора 7 rf фотореле 6 поступают на первый и второй входы схемы 9 вычитания.

Подставляя (7) и (8) в (6) и- логарифмируя его, получаем

- 1пК Ьи,,«- Т- «с

- - fn( - К) + Ьи

, 2

После преобразования уравнения (9) получаем выражение для концентрации вещества в растворе

At - at

. + I i

&l

I - К

- r bуль5 и рабае 6, пря(7)

(8)

ога омотоыови фоа 7 и

и-

(9)

ия нт10

ts

20

25

30

35

10)

в процессе измерения величины t I, , К, U, U остаются постоянными.

Таким образом, на выходе схемы 9 вычитания получаем импульсы разности, длительность которых линейно зависит от концентрации вещества в растворе, которые поступают на регистрирующее устройство 10.

Формула изобретения

Фотометрический концентратомер, содержащий функциональный генератор, фотоприемник, оптически связанный 4eped измерительную кювету и оптический разделитель с источником излучения, фотореле и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений при непрерывном режиме работы и упрощения устройства, в него введены комг паратор, блок эталонных напряжений и схема вычитания, один вход которой соединен с выходом фотореле, другой вход - с выходом компаратора, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом первый вход фотореле через оптический разделитель оптически связан с источником излучения, фотоприемник соединен с первым входом компаратору, источник излучения - непосредственно с функциональным генератором, выполненным в виде генератора зкспоненциальных импульсов, а вторые входы компаратора и фотореле соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений .

uгн.

Wi

л.из«.

jm.

п.зт.

Редактор В.Иванова

Составитель Е.Маколкин

Техред Л Сердюкова Корректор М.Самборская

2761/А4

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Госу;1арствекного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Цронзводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фцг..

Изобретение относится к автоматическим фотометрическим анализаторам веществ. Фотометрический кон- центратомер содержит функциональ.ный генератор, фотоприемник, оптически связанный через измерительную кювету и оптический разделитель с источником излучения, фотореле, регистрирующее устройство, компаратор, блок эталонных напряжений и схему вычитания, один вход которой соединен с выходом фотореле, другой вход - с выходом компаратора, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом первый вход фотореле через оптический разделитель оптически связан с источником излучения, фо- топриемннк соединен с первым входом компаратора, источник излучения - непосредственно с функциональным генератором, выполненным в виде генератора экспоненциальных импульсов, а вторые входы компаратора и фотореле соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений. 2 ил. W С tsD СО СО