Способ количественного анализа состава жидкостей и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 G01N21/39 

Изобретение относится к электроаналитическим, электрофизическим методам количественного анализа состава жидкостей и может быть использовано.для исследования, измерения и автоматизации технологических процессов и контроля за окружающей средой.

Цель изобретения - повышение точности при одновременном упрощении оперативного анализа.

Устройство содержит перестраиваемый излучатель 10, оптически сопряженный через конденсор 11с кюветой 12, в которой облучается исследуемая жидкость, термодатчик 13. установленный в кювете на границе облучения, генератор 22, счетчик 19. два триггера 18, 23, схему совпадений 21. индикатор 24, АЦП 25. программируемый ЦАП 2, аналоговые два делителя 5,,9, три сумматора 4,8,17, два умножающих устройства 3,6, два запоминающих устройства 15, 16, два формирователя напряжения 1, 7. коммутатор 14, включатель 20.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на выходе программируемого ЦАП 2 устанавливается аналоговый сигнал, соответствующий определяемому компоненту, а длина волны излучателя 10 устанавливается в соответствии с длинной волны максимального поглощения, выбранного компонента.

При включении 20 аналоговый сигнал с выхода термодатчика 13 через второй выход коммутатора 14 фиксируется запоминающим устройством 16. Одновременно запускается счетчик 19, а на выходе триггера 18 формируется сигнал, по которому включается излучатель 10, с выхода которого излучение падает на раствор, помещенный в кювете 12. В момент времени, когда в счетчик 19, запишется число импульсов, пропорциональное выбранному времени облучения, излучатель 10 выключается, а когда запишется число, пропорциональное промежутку времени от начала облучения

И

00

со

сь со

СА

до момента измерения температуры, аналоговый сигнал с выхода термодатчика 13 через первый вход коммутатора 14 фиксируется запоминающим устройством 15. После этого аналоговые сигналы с выходов 15, 16 поступают на входы сумматора 17, на выходе которого формируется аналоговый сигнал, пропорциональный функции . Одновременно аналоговый сигнал с выхода запоминающего устройства поступает на умножающее устройство- 6, где перемножается с сигналом, поступающим от формирователя напряжения 7, величина этого сигнала пропорциональна jk. Таким образом на выходе 6 формируется сигнал, величина которого пропорциональна функции j-k-Ti. Этот сигнал поступает на сумматор 4. где складывается с сигналом, поступающим с выхода умножающего устройства 3, который формируется путем умножения сигнала, поступающего с формирователя напряжения 1 пропорционального функции 2Р-Лгф с сигналом, поступающим с выхода программируемого ЦАП 2 пропорционального W, Аналоговый сигнал, с выхода сумматора 4, поступает на делитель 5, где делится на сигнал, поступающий с формирователя 7. Таким образом на выходе делителя 5 формируется сигнал, пропорциональный отношению

Дт-W + Hc-fi

Этот сигнал поступает на сумматор 8, где складывается с сигналом, поступающим от запоминающего устройства 15, в результате чего на выходе 8 формируется сигнал пропорциональный

2-P- rAr-W + j-k-ti

-j-jT- Т2Сигналы с выходов сумматоров 8, 17 поступают на входы делителя 9, на выходе которого формируется сигнал пропорцио.ГП|

нэльный отношению

ГПр

который через

АЦП 25 поступает в цифровом виде на индикатор 24.

Формула изобретения 1. Способ количественного анализа состава жидкостей, включающий селективное облучение жидкости и регистрацию результатов облучения, отличающийся тем, что. с целью повышения точности при одновременном упрощении оперативного анализа, измеряют время облучения, начальную и конечную температуру жидкости, облученной на длине волны максимального поглощения определяемого компонента, а отношение его массы к массе растворителя определяют по формуле

mi

ГПр

т2-т,

72 :1 гЛЛ/+1-№ (1-1Г 2

0

5

где mi, mp- масса определяемого компонента и масса растворителя соответственно; Р - мощность излучения; t}- коэффициент пропускания кюветы;

Лг - время облучения;

W - коэффициент, определяющий долю мощности, поглощаемой определяемым компонентом и переходящей в тепловую энергию,

TV, T2 - начальная и конечная температуры раствора;

j - число степеней свободы атомов определяемого компонента;

k - постоянная Бальцмана,

5 причем время облучения выбирают из условия обеспечения адиабатичности процесса выравнивания температуры в зоне облучения.

2. Устройство для количественного анализа состава жидкостей, содержащее перестраиваемый излучатель, оптически сопряженный с кюветой, в которой облучается исследуемая жидкость, и термодатчик, установленный в кювете, от. личающее5 с я тем что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, термодатчик установлен на границе облучения и устройство дополнительно содержит генератор, счетчик, два триггера, схему совпадений, инди катор, аналого-цифровой преобразователь, программируемый цифроаналоговый преобразователь, аналоговые два делителя, три сумматора, два умножающих устройства, два запоминающих устройства, два формй- рователя напряжения, и коммутатор, включатель, причем выход первого триггера соединен с управляющим входом излучателя, выход включателя соединен с первым входом первого триггера, первым входом счетчика, первым входом второго триггера и первым входом коммутатора, выход второго триггера соединен с первым входом Схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом генератора, выход схемы совпадений соединен с вторым входом счетчика, первый выход счетчика соединен с вторым входом первого триггера, второй выход счетчика соединен с вторым входом коммутатора, вторым входом второго триггера и

управляющим входом индикатора, входные разряды которого соединены с выходными разрядами аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом первого делителя, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора второй вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго делителя, второй вход - с первым входом первого сумматора и выходом первого аналогового запоминающего устройства, вход которого соединен с первым выходом коммутатора, вход второго аналогового запоминающего устройства соединен с вторым выходом коммутатора, выход второго аналогового запоминающего уст0

ройства соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом первого умножающего устройства, выход первого формирователя напряжения соединен с вторым входом первого умножителя напряжения и первым входом второго делителя напряжения, выход первого умножителя напряжения соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго делителя, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго умножающего устройства, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя напряжения, а второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя программируемого элемента.

Сущность изобретения: облучают жидкость оптическим излучением с длиной волны, равной длине волны максимального поглощения определяемого компонента. Определяют время облучения, изменение температуры жидкости в результате облучения и рассчитывают отношение массы определяемого компонента к массе растворителя. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Редактор

Составитель Н. Бибик

Техред М.МоргенталКорректор Л- Ливринц