АВТОМАТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01J1/44 

1

Изобретение предназначено для автоматического абсорбционного анализа состава сложных смесей и может быть использовано в системах автоматического управления процессом химического производства.

Известны спектрометры, содержащие специализированные счетно-решающие устройства для оптимизации процесса измерения. Эти спектрометры не позволяют анализировать многокомпонентные смеси.

Целью изобретения является повыщение точности измерений при многокомпонентном анализе и автоматизация обработки полученной информации.

Поставленная цель достигается тем, что спектрометр содержит электронпый блок программного управления, управляемый цифровой логической системой, выходы которого через датчики «угол - цифра и приводы со ступенчатой сменой скоростей кинематически связаны с соответствующими механизмами настройки спектрометра: установки длин волн, раскрытия щелей, переключения световых каналов, при этом выход приемника излучения соединен с цифровым счетно-решающим устройством.

Цифровое счетно-рещающее устройство содержит преобразователь напряження в частоту, соединенный с входом реверсивного счетчика, выход которого через носледовательно

соединенные логарифматор и блок вычисления концентраций соединен с регистрирующим устройством.

На чертеже дана блок-схема предложенного спектрометра.

Оптико-механическая часть спектрометра состоит из источника света /., модулятора света 2 с датчиком опорного сигнала, переключателя световых каналов 3 и кинематически связанных с ним приводом осветителя 4 и датчика 5 осветителя, монохроматора 6 и приемника излучения 7. С органами настройки монохроматора: механизмами смены и поворота дифракционных рещеток, механизмом изменеНИН величины входной и выходной щели и механизмом установки светофильтров - кинематически связаны соответствующие приводы и датчики угол - цифра: положения решеток (длины -волны) 8 и 9, установки различных рещеток W и //, установ.ки щели 12 и 13, установки светофильтров 14 и 15.

Выходы датчиков подключены ко входам программного блока 16, разбитого соответственно органам управления на секции

образцы, «В - длина волны, «Р - номер решетки, «Щ - щель и «Ф - светофильтры. Выходы секций программного блока соединяются с входами соответстующих приводов. Выход приемника излучения 7 соединен с

входом преобразователя напряжение-частота

17, выход которого соединяется со счетным входом наконителя (реверсивного счетчика) 18.

Вход управления накопителя соединен с датчиком опорного сигнала модулятора света 2, а выход - с входом цифрового логарифматора 19. Выход логарифматора соединяется с входом устройства вычисления концентрации 20 и с регистрирующим устройством 21, выходы блока синхронизации 22 соединены с входами синхронизации блоков 16, 18, 20, 21.

Спектрометр работает следующим образом.

По сигналу «Пуск начинает работать блок синхронизации 22, а затем программный блок 16, в котором задание программы сравнивается с показаниями датчиков 5, 9, 11, 13, 15 и вырабатываются сигналы рассогласования по всем ияти каналам управления. В зависимости от величины рассогласования задается скорость отработки приводов блоков 4, 8, 10, 12, 14. По окончании отработки по всем каналам дается команда начала работы накопителя 18. Усиленный сигнал приемника 7 преобразуется блоком 17 в последовательность импульсов, модулированных по частоте сигналом, поступающим с приемника 7.

Цифровой накопитель 18 подсчитывает разность числа импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволнам аналогового сигнала, вырабатываемого приемником 7, за заданный интервал времени. Управляющий сигнал для переключения направления счета поступает от датчика модулятора 2.

Назначение накопителя - осла-бление влияния шумов приемно-усилительного тракта за счет интегрирования сигнала по времени. По окончании накопления логарифматор 19 вычисляет логарифм Получившегося числа и иередает его в вычислительное устройство 20.

Спектрометр может работать в режиме «просмотр, в котором производится сканирование заданного участка спектра.

Режим «набор используется для анализа смесей. В этом режиме производится измерение при нескольких, соответствующим образом выбранных длинах волн, и по результатам этих измерений определяется состав смесей.

В программный блок 16 входит наборное поле, построенное таким образом, что в режиме «просмотр задается начало и конец сканируемого участка спектра, а также щаг сканирования. В режиме «набор задаются аналитические длины волн (от 2 до 8), соответствующая им ширина щелей, номера кювет. Цикл измерений построен таким образом, что в каждой заданной точке спектра сначала измеряется кювета с образцом, а затем эталонная кювета.

В режиме «набор иосле того как проведены измерения при всех заданных аналитических длинах волн, блок 22 включает устройство 20, которое, используя результаты измерений, вычисляет концентрации составляющих смеси.

Результаты вычислений - показания логарифматора 19 и концентрации, вычисленные устройством 20, регулируются устройством 21 или выдаются в систему управления производственным процессом.

Предмет изобретения

1. Автоматический спектрометр для анализа химических соединений, содержащий источник света, датчик опорного сигнала, переключатель световых каналов, монохроматор и приемник излучения, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности измерений при многокомпонентном анализе и автоматизации обработки полученной информации, он содержит электронный блок программного управления, управляемый цифровой логической системой, выходы которого через датчики уголцифра и приводы со ступенчатой сменой скоростей кинематически связаны с соответствующими механизмами настройки спектрометра: установки длин волн, раскрытия щелей, переключения световых каналов, при этом выход приемника излучения соединен с цифровым счетно-рещающим устройством.

2. Спектрометр по и. 1, отличающийся тем, что цифровое счетно-решающее устройство

содержит преобразователь напряжения в частоту, соединенный с входом реверсивного счетчика, выход которого через последовательно соединенные логарифматор и блок вычисления концентраций соединен с регистрирующим устройством.

сз Сбетоёой канал

- Кинематические сИази -- Злекглричесник сбязи