Фотоэлектрический нефелометр Советский патент 1989 года по МПК G01N21/61 

Изобрете1ги е относится к приборам для измерения запыленности газовых и жидких сред оптическим методом и может быть использовано для контроля и измерения концентрации пьши, примесей, прозрачности жидкости в различных технологических процессах, а также в системах охраны окружающей среды.

Цель изобретения - повьшение точности измерений путем исключения погрешности, обусловленной влиянием наводок на фотоприемник и чувствительный вход масштабного усилителя, шумов фотоприемника и масштабного усилителя, быстропеременной нестабильности потока излучения.

. 1 (|)ynKij,)i ajib- iia : ao, ;oro 4 о оэлек гриче; -1

L., , - нал . : :

Фс s 1 л%ес;К1П1 ьсфагюметр содер

Ш1 i ; rsi : - , i Г, И СТОЧННК 1

n l i;, I iv ..i crpt iriJonaTOjib 2 опорного i-i ил.Г;; : licro каналов излучения, модулят(.1 J. измерительную кювету 4, уст;- новлс,1н 10 в и.змсрттгелыюм канале, схему 5 сведения потоков излучения опорного и змер сгельного каналов, последо;злтет1т,;|о включенные фотоприемник 6, ,йl:ШIaGньnt усилитель 7 и схему 8 привязк 1 уровня, последоВиЭтельно включенные регулируемь н усилитель 9, синхроннь lie 1 актор 10 и индикатор 11 а гак й.о. ;-;лп J/чи , 12. схему 13 сравне- 1П1Я,. те. r rn;i Koropoi i подключен к аыггоду pei .n;pyet;oro усилителя 9, а BTCpofi vpLo t - к падатчику 12, пс;спедо Bai riLiiO ;:-- - рчеппир. p jpnbrii анач о-- Еый кл, -; i | i (/1 ф:1льтр 15, вьг-;од ( .о подключен к т:ход. - гегу ()Г : :- ;чи-гГ;Чя У, н::од акпло o O f Г .: ч: 14 подтаночен к пыХОДУ & Пр; Я ;К11 урОВПЯ ПОСЛ ДОвагг ьип ..:;-MGniibic второй аналого- Dbi t i, чнгег-рагор 17, когоро: ; . к управляющему

вход.у 15P., уетюго усипптеля 9, а нхо. riT ;p;:ro ач,логоБпг о ключа 16 - к нь1::сд- -химь .3 ср-пь гения, блок 18 си11.;.д О1Г 1 : . II, с n. KTi iJHbrii с модулятором 3, lUMv;;, иыхо;, . Злока 13 синхрони 1(О..-:,|;:пчен х управляющим входам cxeinj 8 ьрл. утомня и первого анапог(,пот Г; ;,-.;ноча 14, а его второй выход - ;; , йра ляю 1 и; входам синхронного ilnLi; i p.i 15, cHiixroHHoro дстекто- pa 10 и вгорсго аналогового ключа 16.

.vraIъ 2 опорного и измери- Tcribjiof; : .: аоБ излут- ешш и схемы 5 сведз:;;и; ткч-оков из.пученз я могут бьп т реали:-;мм.; ;, например, в виде ложе)1 1Ь1-: и.и. лоино к источнику 1 излучения rii iv, и.-.оскопяроллзльных полу- нрот:;г1 ,. :, c. 19 и глухих зеркап .0.

;.,;; .:,; , . рьгчьчмац г нефелометр рабо- тас-г ciir: : :; : оО:;азом.

-;.;; :й световой поток источник,) 1 (л ;/-, чешш поступает на форми- рог ; I f - :., ориого и И-Змерителыюго -с--:-т,:. i p:: дeЛJ ЮLu;liй поток л ,; :ы , КлЛьИ),;- C iJTOBLix потока, crcnu;-; ;(- г. на модулятор 3, моД7;Г;:.-;:. .I , ПрПЗОМ, ЧГО liO

1 О - . -1 Г :.-1 .V ijibHOf-i каняце

нро11д через измерительную кювету 4 и схему 5 сведения г огоков излуче- 1ИЯ, а эталонны поток - схему 5 сведения потоков излучения, поступают на фотоприемник 6 попеременно с про- межутка ш. Таким образом, на фотоприемник 6 последовательно поступают три уровня сигналив: сравнительный, эталонньп и измеряемый. Масштабный усилитель 7 усиливает сигналы, полученные с фотоприемника 6 с таким ко- эф()ициентом усиления, что эталонный и сравнительный сигналы совместно с максимально возможной помехой укладываются в его динамический диапазон. 8 привязки уровня приводит в соответствие с нулевым (общим) уровнем схемы устройства сравнительный сигнал. С выхода схемы 8 привязки уровня сигналы через первьпЧ аналого- КЛЮЧ 14 поступают на синхронный фильтр 15, с выхода которого роваиные от помех эталонный и измеряе сигналы поступают на регулируемый ус1шигель 9. Первый эталонный 1шюч 14 опслючает вход синхронного фильтра 15 от схемы 8 привязки уровня в моменты времени, когда производится привязка уровня и на выходе схемы 8 привязки уровня имеется нулевой уровень, чт приводит к увеличению значений полез- Г.1.К эталонного и измеряемого сигналов на выходе синхронного фильтра 15 при. значительной части времени привязки тэовня. Это, с одной стороны, снижает вл гшние на точность измерений ошибок, вносимых последующими устройствами (например, дрейфа нуля регулируемого усчаителя 9), а с другой стороны, позволяет повысить точность привязки. Сигналы с выхода регулируемого усилителя 9 и опорный сигнал с задатчика 12 поступают на схему 13 сравне1шя, с Еыхода которой разность напряжений между эталонным сигналом с выхода регулируемого усилителя 9 и опорным сигналом с задатчика 12 через второй аналоговый ключ 16, который включается на время появления эталонного сигнала на выходе регулируемого усилител 9, поступает на вход интегратора 17, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 9. Таким образом, коэф } ициент передачи регулируемого усилителя 9 изменяется до тех пор, пока усредненная велп{чина эталонного сигнала на выходе регулируемого усилителя 9 не ста5151

нет равной значению опорного сигнала с задатчика 12. Так как сигнал помехи значительно ослаблен синхронным фильт ром 15, то на выходе регулируемого усилителя 9 он не несет в себе постоянной составляющей, а к переменной составляющей интегратор не чувствителен, поэтому управляющий сигнал с выхода интегратора 17 не зависит от уровня помехи. С выхода регулируемого усилителя 9 сигналы поступают на синхронный детектор 10, который преобразует их в постоянное напряжение, пропорциональное разнице между усредненными эталонным и измерительным сигналами. С выхода синхронного детектора 10 сигнал поступает на индикатор 11. Блок 18 синхронизации, вход которого связан с модулятором 3, управляет работой схемы 8 привязки уровня, первого аналогового ключа 14, работой синхронного фильтра 15, синхронного детектора 10 и второго аналогового ключа 16.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерений за счет использования синхронного фильтрования полезных сигналов и стабилизации усредненного, а не амплитудного значеття эталонного сигнала на заданном уровне, путем изменения коэффициента передачи измерительного тракта. Формула изобретения

Фотоэлектрический нефеломегр, содержащий оптически связанные источник

излучения, формирователь опорного и измерительного каналов, модулятор, измерительную кювету, установленную в измерительном канале, схему сведения потоков излучения опорного и измерительного каналов последовательно включенные фотоприемт1К, масштабный усилитель и схему привязки уровняj последовательно включенные регулируемый усилитель, синхронный детектор и индикатор, а также задатчик и схему сравнения, первый вход которой подключен к выходу регулируемого усилителя, а второй вход - к задатчику, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно включенные первьш аналоговый ключ и синхронньп фильтр, последовательно включенные второй аналоговый ключ и интегратор, а также блок синхронизации, свя- заниьй с модулятором, причем первый выход блока синхронизации подключен К

управляющим входам схемы привязки уровня и первого аналогового ключа, вход которого подключен к выходу схемы привязки уровня, второй выход блока синхронизации подключен к управляющим

входам синхронного фильтра, синхронного детектора и второго аналогового ключа, вход которого подключен к выходу схемы сравнения, при этом выход интегратора подключен к управляющему

входу регулируемого усилителя, вход которого подключен к выходу синхронного фильтра.

20

гп

Изобретение относится к приборам контроля и измерения концентрации пыли в газовых средах и прозрачности жидкостей в различных технологических процессах оптическим методом. Цель изобретения позволяет повысить точность измерений путем исключения погрешности, обусловленной влиянием помехи, за счет синхронного фильтрования полезных сигналов и стабилизации усредненного значения эталонного сигнала. Устройство содержит оптически связанные источник излучения, формирователь опорного и измерительного каналов, модулятор, измерительную кювету, установленную в измерительном канале, схему сведения потоков изучения, последовательно включенные фотоприемники, масштабный усилитель, схему привязки уровня, первый аналоговый ключ, синхронный фильтр, регулируемый усилитель, синхронный детектор и индикатор, а также последовательно включенные задатчи, схему сравнения по первому входу, второй аналоговый ключ и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, блок синхронизации, связанный с модулятором, при этом первый выход блока синхронизации подключен к управляющим входам схемы првязки уровня и первого аналогового ключа, а второй выход - к управляющим входам синхронного фильтра, синхронного детектора и второго аналогового ключа, выход регулируемого усилителя подключен к второму входу схемы сравнения. 1 ил.