Устройство для автоматического контроля взвешенных веществ в сточных водах Советский патент 1986 года по МПК G01N15/06 

1247721

Изобретение относится к измери- . тельной технике, предназначено для определения концентрации веществ в жидких средах и может быть использовано в сельскохозяйственной, нефте перерабатывающей, горно-рудной и других отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем У1 еньшения влияния погрешностей, . вносимых дисперсной средой.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы сигнала пьезопреоб- разователя. .

Устройство содержит синхронизатор 1, возбуждающий генератор 2, пьезопреобразователь 3, отражатель 4 аттенюатор 5, усилитель 6, управляемые детекторы 7 к 8, временные се- лекторы, выполненные в виде ждущих мультивибраторов 9 - 11, интеграторы 12 и 13, блок 14 деления, формирователь 15 выходного сигнала с регистратором.

Устройство работает следующим

образом. I

Синхронизатор 1 вьфабатывает синхроимпульсы, Которыми запускается возбужданяций генератор 2 и на его выходе формируются сигналы, представ лякнцие собой пачки высокочастотных импульсов с крутым передним фронтом и экспоненциально убывакицей амплитудой.. Импульсы подаются на пьезопреобразователь 3 и излзгчаются им в контролируемую среду. Проходя сквозь контролируемый слой, они ослабляются в результате поглощения их энергии дисперсной средой с растворенными в ней веществами, а также в результате рассеяния (отражения) их энергии взвешенными в среде .частицами, затем попадают на отражатель 4, от которого отражаются и, . проходя через среду, принимаются преобразователем 3, который преобразует их в эл.ектрические сигналы. Часть отраженной от взвешенных в воде частиц энергии излученного импуль са также попадает на пьезопреобразователь 3 и преобразуется в электрический сигнал, при этом данный сигнал поступает ранее, чем сигнал, отраженный от экрана 4. Суммарный сигнал, определякщийся обеими частями отраженного импульса (частью, отраженной от экрана 4, и частью, отра

5

5

0

5

0

5

0

5

0

женной от взвешенных в воде веществ )| проходя через аттенюатор 5 и усилитель 6, усиливается и поступает на управляемые детекторы 7 И: 8. Ждущие мультивибраторы 9-11 выполняют роль селекторов, включая детекторы 7 и 8 на время поступления сигналов, отраженных соответственно от взве- ленных в воде частиц и от экрана 4,;

Таким образом, детектор 7 вьщеляёт составляниц5 сигнала, обусловленную отражением импульсов от взвешенных в воде частиц, а детектор 8 - отражением импульса от экрана 4. Сигналы с детекторов 7 и 8 поступают соответственно на интеграторы 12 и 13, вычисляющие подамшштудные площади составных частей .кривой отраженного импульса, на блок деления 14, вычисляющий отношение этих площадей, а затем на формирователь 15 выходного сигнала. Составляющая сигнала, отраженная от взвешенных в воде частиц, зависит от их концентрации: чем больше частиц, тем большая часть импульса от ник отражается и тем меньшая его часть достигает экрана 4

и отражается от него.

Кроме того, обе эти части отраженного импульса одинаково зависят от физических параметров среды: концентрации растворенных веществ, температуры и других - и при изменении этих параметров пропорционально умень - шаются или увеличиваются. Таким образом, отношение этих частей не зависит от параметров среды, а зависит только от концентрации взвешенных частиц.

На фиг. 2 показаны кривые 16-18 отраженного импульса, снятые при различных концентрациях взвешенных веществ (0,10 - 20 г/л), в контролируемой жидкости: температура жидкости 20 С. Кривая 19 снята также при концентрации взвешенных веществ 20 г/л, но при . .

По оси абсцисс отложено время распространения сигнала от момента начала его излучения до момента полного прихода отраженного сигнала. При том промежуток времени t соответствует излучению импульса, tj - при- ,ему импульсов, отраженных от взвешенных в воде частиц, и tj - приему импульса, отраженного от экрана, т.е. полностью прошедшего через кон троли|руёмый слой в прямом и обратном направлении.

Как видно из фиг. 2, чем больше взвешенных в воде частиц, тем больше подамплитудная площадь S кривой отра женного импульса в зоне tj и тем меньше она в зоне tj.

Сравнивая кривые 18 и 19, снятые при одинаковой концентрации веществ, но при различной температуре, видим, что общий характер кривой, а следовательно, и пропорциональность подам- шштудных -йлощадей не меняется.

Таким образом, изменение свойств среды не влияет на точность автомати ческого контроля концентрации взвешенных веществ.

Формула.изобретения

Устройство для автоматического контроля взвешенных веществ в сточ- ных водах, содержащее пьезопреобра- зователь и отражатель, помещенные в анализируемую среду, возбуждающи генератор, выход которого соединен с входом пьезопреобразователя, а вход - с первым выходом синхронизатора, выход пьезопреобразователя через последовательно соединенные аттенюатор и усилитель подключен к сиг нальному входу первого управляемого детектора, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго временных селекторов, причем выход первого временного селектора соединен с входом второго временного селектора, а вход подключен к второму выходу синхронизатора, и формирователь выходного сигнала с регистратором, отлич а юще ее я тем, что, с целью повьшения точности измерения путем уменьшения влияния погрешностей, вносим)1х дисперсной средой, устройство дополнительно содержит второй управляемый детектор, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу первого управляемого детектора, первьш управляющий вход соединен с вькодом второго временного селектора и входом третьего временного селектора, выход которого подключен к второму управляющему входу второго управляемого селектора, выходы управляемых селекторов через интеграторы соединены с первым и вторым входами блока деления, выхоД которого подключен к формирователю выходного сигнала с регистратором.

Устройство для автоматического контроля взвешенных веществ в сточных водах. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения влияния погрешностей, вносимых дисперсной средой. Устройство содержит пьезопреобразователь и отражатель, помещенные в анализируемую среду, возбуждакщий генератор, выход которого соединен с входом пьезопреобразователя, а вход - с первым выходом синхронизатора. Выход пьезопреобразователя через последовательно соединенные аттенюатор и усилитель подключен к -сигнальному входу первого управляемого детектора, первый и второй управлякицие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго времен-, ных селекторов, причем выход первого селектора соединен с входом второго, а вход подключен к второму, выходу синхронизатора. При этом сигнальный вход второго управляемого детектора подключен к сигнальному входу первого управляемого детектора, первьй управляютщй вход соединен с выходом второго временного селектора и вхо- ° дом третьего временного селектора, выход которого подключен к второму управляющему входу второго управляемого селектора, выходы управляемых селекторов через интеграторы соеди- нены с первым и вторым входами блока деления, выход которого подключен к формирователю выходного сигнала с регистратором. 2 ил. С € (Л ьо tf | 4 to

Фиг. J

t,fiKC,

фиг. 2