Фотометрический концентратомер нефти Советский патент 1989 года по МПК G01J1/44 

I Изобретение относится к аналитической технике, а именно фотометрическим анализаторам определения концентрации нефти в воде, основанным на измерении рассеянного света взве- Сями, и может -быть применено в систе- Не охраны окружающей среды, стационарных карабельных установках контро- 1я сбрасываемых с судов вод, m :| Цель изобретения - повышение точ- яости измерения.

На чертеже изображена функциональ- ая схема,предлагаемого концентрато- мера,,

Фотометрический концентратомер содержит первый 1 и второй 2 источники :1злучения, кювету 3, первый 4, вто- )ой 5 и третий 6 фотоприемники, усилители 7 и 8 усилитель 9 с регупируе-2о 1ЛЫМ коэффициентом усиления, устройст- зо 10 регулирования светового потока, запоминанзщее устройство 11, электронской базе равной диаметру цилиндрической кюветы. На выходах второго и третьего фо топриемников формируются соответственно сигналы

a-L «1-2,

Ai-t ,

л -

.1 1 -cJ- - S - Ki I- 1 ,

(2) (3)

где K, К} - коэффициенты преобразования второго и третьег фотоприемников соответственно;

11. коэффициенты пропускани окон кюветы на входах и второго и третьего фото приемников i

зо л,5 интенсивности излучений рассеянных под углами 30 и 45,

Сигнал А,2усиливается усилителем 7, а сигнал А ,j - усилителем 8 и уси€ый КЛЮЧ 12, дифференциальный усили-

тепь 13, вьгчислительное устройство 14, 25 лителем 9 с ре /улируемым коэффициен- 41мпульсный блок 15 питания, синхро-том усиления,

кзатор .16, генератор 17 импульсов, устройства вьщеления четных 18 и не- iijeTHbK 19 импульсов,

3Q алгоритмом

Концентратомер нефти работает сле- |дунмцим образом,

Прямоугольные импульсы с выхода генератора 17 импульсов подаются на входы устройств выделения четных и нечетных импульсов 18 и 19 соответственно. Четные импульсы поступают на управляющие входы вычислительного устройства 14 и устройства 10 регулирования светового потока, с помощью . которого осуществляется включение первого источника 1 излучения и регулирование его светового потока в соответствии с условием

Усиленные сигналы подаются на входы вьиислительного устройства 14, где обрабатываются в соответствии с

W K,(K,,,A,,t-K,,,jA,)K,I,,

к,, эо-к,i Kii+sKviKp).)

35

к

где К у, , К v;i - коэффициент ус иления

усилителей 7 и 8 соответственно;К р - коэффициент усиления

усилителя 9

- градуировочный коэффициент.

Нечетные импульсы с выхода синхронизатора 16 поступают на управляю- 45 щие входы электронного ключа 12 и импульсного блока 15 питания. При этом включается второй источник излучения 2 и замыкается электронный ключ 12, Коэффициент усиления усиKil,, M cI Aii const, (1)

Нечетные импульсы с выхода синхронизатора 16 поступают на управляю 45 щие входы электронного ключа 12 и импульсного блока 15 питания. При этом включается второй источник излучения 2 и замыкается электронный ключ 12, Коэффициент усиления усигде К - коэффициент преобразования

первого фотоприемникаi

1 - инт.енсивность первого источ- лителя 9 регули уёт ся с помо ью диф- ника излучения ференциального усилителя 13 в соото

- коэффициент.пропускания ок- ветствии с условием

на кюветы на выходе первого источника изл учения}

Сц,- коэффициент, пропускания окна кюветы на входе первого фотоприемника;

- коэффициент пропускания анализируемой среды на оптичеK iA

К . ,21 р

(5)

55

где А 51,А ,23 сигналы второго и третьего фотоприемников при включении второго источника излучения.

ской базе равной диаметру цилиндрической кюветы. На выходах второго и третьего фо топриемников формируются соответственно сигналы

a-L «1-2,

,

1 -cJ- - S - Ki I- 1 ,

(2) (3)

где K, К} - коэффициенты преобразования второго и третьего фотоприемников соответственно;

11. коэффициенты пропускания окон кюветы на входах и второго и третьего фото- приемников i

зо л,5 интенсивности излучений рассеянных под углами 30 и 45,

Сигнал А,2усиливается усилителем 7, а сигнал А ,j - усилителем 8 и уси

ителем 9 с ре /улируемым коэффициен- том усиления,

Усиленные сигналы подаются на входы вьиислительного устройства 14, где обрабатываются в соответствии с

W K,(K,,,A,,t-K,,,jA,)K,I,,

к,, эо-к,i Kii+sKviKp).)

к

где К у, , К v;i - коэффициент ус иления

усилителей 7 и 8 соответственно;К р - коэффициент усиления

усилителя 9

- градуировочный коэффициент.

Нечетные импульсы с выхода синхронизатора 16 поступают на управляю- щие входы электронного ключа 12 и импульсного блока 15 питания. При этом включается второй источник излучения 2 и замыкается электронный ключ 12, Коэффициент усиления усилителя 9 регули уёт ся с помо ью диф- ференциального усилителя 13 в соотK iA

К . ,21 р

(5)

где А 51,А ,23 сигналы второго и третьего фотоприемников при включении второго источника излучения.

1453t844

Так как источник 2 расположен сим- цилиндрическую кювету, первый фотометрично относительно первого и второго фотоприемников, то сигналы

27 l2K.2,,fej,

(6)

приемник, выход которого соединен через устройство регулирования свето- g вого потока с входом источника излучения, второй и третий фотоприемни- ки с соответствующими усилителями, выходы которых подключены к первому и второму входам вычислительного уст- 10 ройства, и синхронизатор, причем первый фотоприемник расположен на оси проходящей через центр цилйвдричес- кой кюветы и источник излучения, а второй и третий фотоприемники смешранализируемой среды и в на- ,5 относительно первого фотоприе - правлении от источника 2 к ка на углы 30 и 45 соответстве

отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены второй

A2J IiKj-C r, Cg ,(7)

где I - интенсивность второго источника излучения}

2 - коэффициент пропускания окна кюветы на выходе второго источника излучения t е - коэффициент пропускания

фотоприемникам 5 и 6. Вькодйой сигнал дифференциального усилителя 13, формируемый при замыкятги tt-nimia 19° n минилнительно введены второй

,, ;. - «. соединена с и„нающим устройством 11. . Из (5), (6) и (7) следует, что

KviK,l};jkp.(8)

С учетом (1) и (8) выражение (4) принимает вид

W

пульсным блоком питания, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, дифференциальный усилитель, электронный ключ и запоминающее 25 устройство, причем второй источник излучения расположен на оси, проходящей через центр кюветы, относительно j:AjiK i K. . . которой второ.й и третий фотоприемниK i «ti zt, 4S / ки смещены по обе стороны от этой В процессе эксплуатации отнощение зо оси, на равные углы,, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления установлен между выходом усилителя третьего фотоприемника и вторым входом вычислительного устройства, к

KrAiiKy,Ka I m

КгГ«2.

к величина I до характеризует

t tf л

1 k1

рассеяние от частиц нефти и механических частиц, а величина I 4 рас стояние от механических частиц. Поэ- первому и второму входам которого тому выходной сигнал (9) содержит ин- подключены входы дифференциального формацию только о концентрации нефти усилителя, выход которого через

i,B воде

По сравнению с известным вьфав- нивание передаточных коэффициентов ;иэмеритальных каналов с помощью дополнительного источника излучения, установленного симметрично относительно второго и третьего фотоприемников, позволяет повысить точность измерений в 1,5 раза.

Одновременно упрощается процесс настройки и градуировки прибора.

Ф о р м. у л а изобретения

Фотометрический концентратомер нефти, содержащий источник излучения.

электронный ключ и запоминающее устройство соединен с управляющим входом

40 усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а синхронизатор выполнен в виде генератора импульсов, выход которого подключен к устройствам вьаделения нечетных и четных им45 пульсов, выход устройства выделения нечетных импульсов соединен с синхронизирующими входами импульсного блока питания.и электронного ключа, а выход устройства вьвделения четных им5Q, пульсов соединен с синхронизирующими входами устройства регулирования светового потока и вычислительного устройства.

первому и второму входам которого подключены входы дифференциального усилителя, выход которого через

электронный ключ и запоминающее устройство соединен с управляющим входом

усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а синхронизатор выполнен в виде генератора импульсов, выход которого подключен к устройствам вьаделения нечетных и четных импульсов, выход устройства выделения нечетных импульсов соединен с синхронизирующими входами импульсного блока питания.и электронного ключа, а выход устройства вьвделения четных импульсов соединен с синхронизирующими входами устройства регулирования светового потока и вычислительного устройства.

Изобретение относится к аналитической технике, более конкретно к фотометрическим анализаторам определения концентрации нефти в воде, основанным на измерении рассеянного света взвесями, и может быть применено в системе охраны окружающей среды, стационарных корабельных установках контроля сбрасываемых с судов вод. С целью повышения точности измерения в устройство дополнительно введены второй источник излучения 2 с импульсным блоком питания 15, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 9, дифференциальный усилитель 13, электронный ключ 12 и запоминающее устройство 11. 1 ил. с 9 (Л сд оо 00