Датчик для измерения качества воды Советский патент 1991 года по МПК G01N33/18 A01K63/04 G01J1/04 

Изобретение относится к рыбоводству и может быть использовано в устройствах для измерения цветности, прозрачности и освещенности воды в автоматизированных системах управления товарным производством рыбы.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что три источника света с узкими полосами испускания, соответствующими полосам цветочувствительности (красный, зеленый, синей) колбочек глаза, с фотоприемником установлены на поплавках внутри герметического корпуса с клапаном так, что оптические элементы остаются над поверхностью воды, а выход фотоприемника подключен к трехканальному коммутатору, синхронизованному с запуском излучателей, к выходу которого подключены масштабные усилители.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - сравнительные

кривые пропускания стандартных светофильтров и.спектры излучения узкополосных излучателей.

Датчик состоит из трех уэкополосных излучателей 1, фотоприемника 2, установленных на поплавках 3 и заключенных в герметичный корпус 4, имеющий клапан 5 заполнения.

Электронная схема датчика содержит коммутатор 6, генератор 7 синхронизующих импульсов, масштабные усилители 8 и устройство 9 визуализации.

В датчике в качестве узкополосных излучателей использованы светодиоды, отобранные так, что их полосы излучения совпадают с полосами чувствительности (синих, красных, зеленых) колбочек глаза человека. В качестве фотоприемников 2 использованы фотоэлектронные умножители (ФЭУ) (электронные блока (в том числе и масштабные усилители) изготовлены из стандартных микросхем).

Ё

С 00

СЛ

СА

Датчик работает следующим образом Датчик погружают на заданную глубину и открывают клапан 5, в результате чего объем корпуса А заполняется водой до уровня, определяемого противодавлением воз- духа в его верхней части. В момент открытого состояния клапана фотопри- емником измеряют проникающий в под- клапанное отверстие световой поток, пропорциональный освещенности в воде. После успокоения поплавка 3 и закрытия клапана 5 последовательно включаются узкополосные излучатели. Рассеянный в воде свет регистрируется ФЭУ 2. Сигнал с выхода ФЭУ 2 поступает на коммутатор б, разде- ляющий его на три канала синхронно с включением излучателей так, что каждый из каналов регистрирует сигнал, пропорциональный количеству рессеянного и поглощенного в воде света в заданном спектром излучения излучателей диапазоне длин волн. Между устройством 9 и коммутатором 6 установлены масштабные усилители 8, что позволяет подбором их коэффициентов усиления осуществлять регистрацию в любой системе координат цветности.

Экспериментальные исследования датчика для измерения качества воды показали, что по сравнению с устройствами аналогичного назначения от имеет лучшее пространственное разрешение по цвету, ri результаты измерения легко соотнести с традиционными понятиями цвета Это свя зано с тем, что в датчике источники излучают световой поток в узком диапазоне длин волн (на фиг. 2 обозначены: 1 - спектр излучения зеленого светодиода; 2 - спектр излучения красного светодиода; 3 - спектр излучения синего светодиода), в то время как обычно используемые светофильтры пропускают излучение в широких и перекрывающихся диапазонах (так, приведенные на фиг. 2 кривые пропускания зеленого 4 и синего 5 светофильтров показывают, что они одинаково пропускают световой поток с длиной волны Я 0,46 мкм, что уменьшает точность различения цвета).

Отсутствие контакта оптических элементов с водой позволяет избежать коррозионных и биогенных обрастаний. В совокупности предлагаемый датчик обеспечивает (по сравнению с известным) более надежное измерение цветности, прозрачности и освещенности воды в автоматическом режиме, что существенно повышает производительность труда и качество измерений.

Формула изобретения

Датчик для измерения качества воды, содержащий источники света, фотоприемник, к выходу которого последовательно подключены коммутатор и регистратор, о т- личающийся тем. что,с целью повышения надежности и точности измерения, он содержит герметичный корпус с клапаном и размещенным внутри корпуса поплавком, а фотоприемник и источники света выполнены в виде узкополосных излучателей в разных диапазонах длин волн и расположены на поплавке.

ч- со

LD (О

Фиг. I

600

700 мп

Изобретение относится к рыбоводству. в частности к приборам и устройствам для измерения цветности, прозрачности и освещенности воды. Целью изобретения является повышение надежности,и точности измерения. Датчик состоит из трех излучателей света и узкими диапазонами излучения, соответствующими областям спектральной чувствительности человеческого глаза, закрепленных на поплавках внутри герметичного корпуса с клапаном, и фоторегистратора, подключенного к коммутатору, с выхода которого сигналы подаются через масштабные усилители на средства визуализации. 2 ил.