Устройство для определения содержания взвешенных частиц в жидких средах Советский патент 1992 года по МПК G01N21/49 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения мутности жидкостей в отдельных пробах и в потоке.

Известно устройство для определения концентрации вещества по оптической плотности среды, состоящее из последовательно расположенных и оптически связан- ных источника излучения, кюветы с прозрачными окнами, фоточувствительного элемента. Измеряется интенсивность излучения, прошедшего через кювету с анализируемой жидкостью.

Недостатком устройства является существование погрешностей измерений, обусловленных отложением различных солей и взвешенных частиц на внутренних поверхностях окон кюветы и их запотеванием.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения содержания взвешенных частиц в жидкости, состоящее из проточной кюветы в виде колонны, имеющей входной патрубок и сливное отверстие, содержащей

расположенные последовательно сверху вниз оптически связанные источник света, первый поляризатор, закрепленный в обойме с возможностью перемещения, второй поляризатор, закрепленный неподвижно, кольцеьой фотоприемник, третий поляризатор, закрепленный неподвижно, скрещенный со вторым.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника света, линейно поляризованный первым и вторым поляризаторами в плоскости, перпендикуляр),ой плоскости главного сечения второго поляризатора падает на поверхность находящейся в кювете анализируемой жидкости под углом с нормалью, близким к 0 , частично отражается от поверхности жидкости, ча- стично проходит вглубь, испытывая преломление и рассеяние. Попадание на фотоприемник фона, создаваемого отраженными от поверхности жидкости лучами, являющимися поляризованными, предотвращается поляризатором, скресл

с

XJ 00 N 00

оо О

щенным с вторым Световые лучи, рассеянные взвешенными в жидкости частицами, не являясь поляризованными, проходят третий поляризатор и возбуждают в фотоприемнике сигнал, по величине которого су- дят о мутности жидкости.

Недостатком устройства является низкая чувствительность из-за неэффективного использования света, создаваемого источником излучения, и света, рассеянноговзве- шенными в жидкости частицами.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

Устройство для определения содержания взвешенных частиц в жидких средах содержит оптически связанные источник излучения а виде лазера, проекционную оптическую систему, кювету с входным и слив- ным отверстиями, фотоприемный блок, соединенный с электронным блоком обра- ботки. Новым в устройстве является то, что источник излучения установлен под углом к дну кюзе(ы, фотоприемный блок содержит, по крайней мере, два фотоприемника, проекционная система установлена между кю- ветой и фотоприемником, причем проекционная оптическая система выполнена в виде двух полых световодов по числу фотоприемников, одни концы которых герметичны и оптически связаны каждый со своим фотоприемником, а другие погружены в анализируемую жидкость, а также вы полнена в виде линзы.

На фиг.1 и 2 показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник излучения в виде лазера 1, кювету 2, имеющую слизное 3 и входное 4 отверстия, проекционную оптическую систему 5, фотоприемный блок б, включающий по крайней мере два фотоприемника, соединенный с электронным блоком обработки. На фиг.2 представлена схема устройства с проекционной системой 5, выполненной в виде двух полых световодов (по числу фотоприемников). Обозначения элементов устройства аналогичны приведенным на фиг.1.

Устройство работает следующим обра- зом. I IOTOK света от источника излучения 1 падает наклонно к дну кюветы 2, содержа- щей анализируемую жидкость, включающей сливное 3 и входное 4 отверстия. Часть света отражается от поверхности жидкости, а другая часть света проходит в обьем, где рассеивается и поглощается находящимися в жидкости взвешенными частицами. С помощью проекционной оптической системы 5 в плоскости фотоприемного блока б формируется изображение бптического пути света в анализируемой жидкости. В различных точках сформированного изображения, соответствующим различным длинам пути возбуждающего света в жидкой среде, установлены, по крайней мере, два фотоприемника 7 фотоприемного блока 6, сигналы с которых поступают в электронный блок обработки, где находится их отношение, по величине которого судят о мутности жидкости.

При использовании в качестве проекционной оптической системы двух полых световодов 5 (по числу приемников) устройство работает следующим образом. Собранный световодами 5 свет, рассеянный объемами жидкости, одинаковыми по величине, но находящимися на разной глубине по ходу распространения возбуждающего света в жидкости, регистрируется фотоприемниками 6, соединенными каждый со своим световодом, сигналы с фотоприемников сопоставляются в электронном блоке обработки. По величине их отношения судят о мутности жидкости.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что обеспечивается более эффективное использование генерируемого источником света излучения и рассеиваемого в объеме жидкости на взвешенных частицах излучения.

Источник излучения 1 реализуется, например, лазером ЛГН-72. Кювета 2 может быть выполнена, например, из оргстекла. В качестве фотоприемников могут быть использованы фотодиоды.

Формула изобретения

1.Устройство для определения содержания взвешенных частиц в жидких средах, содержащее оптически связанные источник излучения в виде лазера, проекционную оптическую систему, кювету с входным и сливным отверстиями, фотоприемный блок, соединенный с электронным блоком обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, источник из- - лучения установлен под углом к дну кюве- чы, фотоприемный блок содержит по крайней мере два фотоприемника, а проекционная оптическая система установлена между кюветой и фотоприемником.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что проекционная оптическая система выполнена в виде двух полых световодов (.о числу фотоприемников, одни торцы которых герметичны и оптически связаны каждый со своим фотоприемником, а другие погружены в анализируемую жидкость.

З.Устройствс поп.1,отличающее- с я тем. что проекционная оптическая система выполнена а виде линзы.

&# j jVjrjr jrr 0 #jrM fjr jV r r f .

/f В л он у о5ра5олпхи

Использование: измерительная техника. Сущность изобретения: проекционная оптическая система выполнена в виде полых световодов, одни торцы которых герметичны и оптически связаны с фотоприемниками, а другие погружены в анализируемую мощность, или в виде линзы. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.

Фцл-1

X 5локу A oltpafio/nxv