Фотометрический датчик Советский патент 1993 года по МПК G01N21/77 

Изобретение относится к области ана- литического приборостроения, а именно- к приборам контроля состава жидких сред, включая сточные и промывные воды технологических производств. Изобретение может быть использовано при разработке и создании фотометрических, например, фотокалориметрических анализаторов, используемых для определения концентрации при любом рН и для автоматического управления системой очистки промывных и сбросовых сточных вод гальванического производства, содержащих ионы шестивалентного хрома и пр.

Целью изобретения является повышение точности измерений и надежности.

На чертеже показана схема фотометрического датчика.

Фотометрический датчик для анализа жидких сред содержит бачок 1 с запасом реагента, в данном случае дифенилкарбози- да. Бачок трубочкой соединен с дозатором реагента 2. Дозатор реагента 2 выполнен в виде перистальтического насоса,представляющего собой изогнутую стойкую к реагену гтрубку, по которой прокатываются вращающиеся на общей оси ролики 3. На этой же оси установлен магнит 4, предназначенный для взаимодействия с герконом 5. Ролики 3, установленные на общей оси, и являющиеся рабочим органом перистальтического насоса, и геркона 5 соединены с блоком управления 6. Геркон 5 и рабочий орган с роликами 3 и магнитом 4, управляющим работой геркона, при подсоединении их к блоку управления дают возможность использовать перистальтический насос в качестве дозатора реагента 2. Штуцер 7 ввода реагента снабжен обратным клапаном 8, через который дозатор реагента 2 соединен с кюветой 9. Побудитель расхода 10 анализируемой среды также выполнен в виде перистальтического насоса с реверсированием направления вращения общей оси, на которой установлены ролики 11, взаимодействующие с изогнутой эластичной трубкой, стойкой к анализируемой среде. Побудитель расхода 10 анализируемой среды соединен с установленным в блоке управления 6 регулируемым задатчиком времени реверса (на чертеже не показан). Побудитель расхода 10 подсоединен к кювете 9 через штуцер 12 входа анализируемой среды, которая выводится из кюветы через штуцер 13 выхода анализируемой среды. Штуцер 12 и штуцер 13 расположены у противоположных торцов 14 кюветы, а штуцер 7 расположен между ними. Источник 15 оптического излучения с отражателем 16 и приемник 17 оптического излучения расположены у противоположных торцов 14 кюветы, выполненных прозрачными. Источник 15 и приемник 17 оптического излучения подсоединены к блоку управления, который снабжен вторичным прибором (на чертеже не показан). Длина трубки от штуцера 13 до сброса анализируемой жидкости из датчика должна быть не менее L, где L - рассчитывается по формуле:

0

.5

0

.

ttd2

где Q - максимальная производительность побудителя расхода 10;

г - максимально допустимое время реверса;

d - внутренний диаметр трубки. Устройство работает следующим обра- . зом. По команде блока управления 6 по ли. нии f на некоторое время, необходимое для промывки кюветы 9 включается побудитель расхода 10 анализируемой жидкости. Анализируемая жидкость поступает в датчик по каналу Б проходит кювету и выбрасывается

,. из датчика по каналу А. Время прокачки Жидкости - несколько секунд. Обратный клапан 8 предотвращает попадание анализируемой жидкости в дозатор реагента 2. Затем включается лампа, являющаяся ис0 точником оптического излучения (управление от блока 6 по линии с), и с помощью приемника оптического излучения 17 (фотоэлемента) замеряется начальная прозрачность анализируемой жидкости. Сигнал от

,. фотоэлемента проходит по линии d в блок управления и там запоминается, что и является установкой нуля. После окончания промывки кюветы и запоминания нуля по линии а от блока управления подается

0 кратковременный сигнал на рабочий орган дозатора реагента 2. В начале вращения рабочего органа, закрепленный на нем магнит 4 отходит от геркона 5, геркон размыкается и по линии b в блоке управления 6

5 формируется команда для завершения полного оборота рабочего органа дозатора 2. При подходе магнита к геркону (т. е. завершению оборота рабочего органа дозатора) геркон замыкается и по линии b подается сигнал для прерывания сигнала с блока управления по линии а на рабочий орган дозатора реагента 2.

Таким образом производится порционное дозирование реагента в кювету датчика

5 фотометра. При необходимости этот цикл повторяется. Анализируемая жидкость совместно с порцией реагента перемешивается. Для этого, с блока управления по линии f поступает сигнал на реверсионную работу побудителя расхода 10. Направление врэщения роликов 11 побудителя расхода 10 и время вращения в одном и другом направлении задается блоком управления по линии f. Для этого в блоке управления установлен связанный с побудителем расхода 10 регу- лируемый задатчик времени реверса. По истечению времени, необходимого для надежного перемешивания индикатора и анализируемой жидкости побудитель расхода 10 останавливается и с помощью источника и приемника оптического излучения измеряется уровень сигнала, соответствующего прозрачности пробы анализируемой жидкости, обработанной реагентом. Разница между сигналами является функционально зависящей величиной от концентрации примеси в анализируемой жидкости. Завершается цикл работы устройства промывкой кюветы 9 с помощью побудителя расхода, подающего в этом режиме жидкость в одну сторону (от Б к А).

Благодаря применению перистальтических насосов, управляемых от блока управления, особенно осуществление операции перемешивания путем реверсирования ана- лизируемой жидкости удается значительно по сравнению с известными советскими и зарубежными разработками повысить надежность и точность анализа. Это связано, например, с тем, что при применении пе- ристальтического дозирования и перемешивания реверсированием показатели измерения не зависят от режимов работы вращающихся частей, кювета остается на все время измерений свободной от механи-

ческих устройств. Появившаяся возможность использования е сравнительном методе измерений использовать только одну кювету значительно увеличивает точность измерений.

По предложению был изготовлен макет и проведены испытания, которые подтвердили значительное увеличение точности и надежности определения хромсодержэщих соединений в сточных промывных водах гальванических производств.

Формула из об р е т е н и я Фотометрический датчик для жидких сред, содержащий побудитель расхода анализируемой среды, дозатор реагента, соединенные с проточной кюветой, снабженной штуцерами входа и выхода анализируемой среды и штуцером ввода реагента с обратным клапаном, вторичный прибор, источник и приемник оптического излучения, расположенные у противоположных прозрачных торцов кюветы соответственно, и блок управления, соединенный с источником и приемником оптического излучения, дозатором реагента и побудителем расхода анализируемой среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности.и достоверности измерений, штуцер входа и штуцер выхода анализируемый среды расположены на разных сторонах кюветы вблизи противоположных прозрачных торцов, штуцер ввода реагента расположен со. стороны штуцера выхода анализируемой среды, побудитель расхода анализируемой среды выполнен реверсивным.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а именно к приборам контроля состава жидких сред, включая сточные и промывные воды технологических производств Изобретение может быть использовано при разработке и создании фотометрических, например фото- калориметрических, анализаторов, используемых для определения концентрации при любом рН, и для автоматического управления системой очистки промывных и сбросовых сточных вод гальванического производства, содержащих ионы шестивалентного хрома и пр. Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерений. Новым в изобретении является то, что штуцеры 12 и 13 входа и выхода анализируемой среды, расположенные на разных сторонах 9 кюветы вблизи ее противоположных прозрачных торцов 14. штуцер ввода реагента расположен со стороны штуцера 12 между штуцерами 12 и 13, а побудитель 11 расхода анализируемой среды выполнен реверсивным. 1 ил.