Кювета для рентгеновского анализа легковоспламеняющихся жидкостей Советский патент 1981 года по МПК G01N21/09 G01N23/10 

(54) КЮВЕТА ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО АНАЛИЗА ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к кюветам для проведения рентгеновского анализа легковоспламеняющихся жидкостей в потоке и может найти широкое применение на пре приятиях нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, горнообогатительной и .химической промыщленности, где требуется непрерывный экспресс-анализ жидкостей, таких как растворы, пульпы, суспензии и эмульсии в потоке. Известны поточные кюветы для рентгеновского анализа жидкостей, содержащие корпус, окно, выполненное из двух слоев пленки, в пространстве между которыми расположен чувствительный элемент датчика сигнализации о разрыве окна кюветы, выполненный в виде нормально-разомкнутого электрического контакта, управляющего схемой автоматической остановки потока жидкости (1). Однако такую кювету невозможно использовать для проведения рентгеновского анализа легковоспламеняющихся жидкостей из-за искроопасности электрических контактов. Наиболее б.шзким техническим решением к прелля пемпму иг«)Лрете|{ию является кювета для рентгеновского анализа жидкостей, содержащая корпус, окно из двух пленок, датчик сигнализации о разрыве окна кюветы, чувствительный эле.мент которого расположен в пространстве между пленками и выполнен в виде реперного излучателя (репера), энергия характеристического излучения которого отличается от энергии характеристического излучения исследуемого элемента. Такая конструкция кюветы позволяет производить рентгеновский анализ легковоспламеняющихся жидкостей |2). Недостатком такой кюветы является снижение чувствительности и точности анализа из-за влияния характеристического излучения материала репера. Кроме того, необходимость выделения из рентгеновского спектра характеристического излучения репера требует использования сложных электронных устройств (например амплитудного анализатора импульсов). Цель изобретения - повышение чувствительности и точности анализа легковоспламеняющихся жидкостей. Указанная цель достигается тем, что в кювете для рентгеновского анализа легковоспламеняющихся жидкостей, содержащей корпус, вводной и выводной штуцеры, окно, выполненное из двух пленок, прозрачных для рентгеновского излучения, датчик сигнализации о разрыве окна кюветы, чувствительный элемент которого установлен в пространстве между пленками, а измерительная часть соединена со схемой автоматической остановки потока жидкости, чувствительный элемент датчика выполнен в виде отражателя света, а измерительная часть расположена с наружной стороны окна кюветы и выполнена в виде оптронной пары источник света - приемник света, оптически связанных через отражатель света. Кроме того, для повышения чувствительности и точности анализа оптических прозрачных м идкостей, источник света снабжен формирователем параллельного пучка, а размеры отражателя света и входного окна приемника света равны и определяются из выражения (.), где d - размер отражателя, равный размеру входного окна приемника света; h - расстояние между пленками окна кюветы; i- угол падения пучка на поверхность окна кюветы; п - коэффициент преломления анализи, руемой жидкости. На фиг. I представлен один из вариантов выполнения конструкции кюветы для рентгеновского анализа легковоспламеняющихся жидкостей; на фиг. 2 - ход лучей света, поясняющий принцип работы датчика сигнализации о разрыве окна кюветы при анализе оптически прозрачных легковоспламеняющихся жидкостей Кювета для анализа легковоспламеняющихся жидкостей (фиг. 1) содержит корпус 1 с вводным 2 и выводным 3 щтуцерами. Герметичность внутренней полости кюветы обеспечивают защитные пленки 4 и 5. Внутренняя пленка 4, выполненная, например, из лавсана, прижимается к корпусу 1 втулкой 6 с сетчатым отверстием. Наружная пленка 5, выполненная, например, из полипропилена, материала, прозрачного для ренргеновского и светового излучений, закрепляется на корпусе I при помощи кольца 7. В пространстве между пленками 4 и 5 закрепляется чувствительный элемент датчика сигнализации о разрыве окна, выполненный в виде пластины 8 из материала, отражающего световое излучение, например, из алюминиевой фольги. С наружной стороны пленки 5 расположена измерительная часть датчика сигнализации, выполненная в виде Оптронной пары источник 9 света (например светодиод) - приемник 10 света (например фотодиод), оптически связанные через отражатель света 8. Измерительная часть датчика соединена сО схемой автоматической останоьки потока жидкости (не показана). В кювете (фиг. 2), предназначенной для рентгеновского анализа оптически прозрачных легковоспламеняющихся жидкостей, источник 9 света снабжен формирователем 1 i параллельного пучка, наприл ер лииЙой (или коллиматором). Размер cf входног окна фотодиода 10 устанавливается с псГмощью экрана 12. Он выбирается равным размеру отражателя 8 света. Принцип проведения анализа с такой кюветой заключается в следующем. В нормальном режиме работы пучок света от источника 9 облучает пластину 8 и, отражаясь от нее, создает определенную освещенность фотодиода 10, при которой схема автоматической остановки потока жидкости не препятствует ее непрерывному протеканию через кювету. В случае прорыва внутренней пленки 4 жидкость, находящаяся в кювете, попадает в пространство между пленками, заливает отражательную пластину 8 и приводит к поглощению, рассеянию и преломлению светового пучка, в результате чего уменьшается освещенность фотодиода и происходит срабатывание схемы автоматической остановки потока жидкости. Подача жидкости в кювету прекращается. , При анализе оптически прозрачных легковоспламеняющихся жидкостей датчик сигнализации о разрыве окна кюветы срабатывает за счет преломления света при переходе из воздуха в промежуток между пленками окна, заполненный анализируемой жидкостью с коэффициентом преломленияп. Источник 9 света в этом случае (фиг. 2), снабженный формирователем I параллельного пучка, облучает отражательную пластину 8 под углом падения на окно кюветы «(, В случае прорыва внутренней пленки 4 окна, кюветы направление лучей, падающих на отражательную пластину 8, за счет преломления под углом ft изменяется (луч ОА вместо луча ОА) и отраженный пучок отклоняется на величину ВВ. Для того, чтобы отраженный пучок не попадал в приемник 10 света величина его входного окна 4 устанавливается равной этому отклонению ВВ и определяется выражениемd «2h(tgcfVn - sniTSr где h - расстояние между пленками окна кюветы. Размеры отражателя 8 выбираются равными размерам входного окна приемннка света а, что исключает влияние размеров сечения пучка света от источника на работу датчика сигнализации. Таким образом, использование предлагаемой кюветы в промы1иленности дает возможность повысить чувствительность и точ-, кость рентгеноспектральной аппаратуры при проведении рентгеновского анализа легковрспламеняющихся жидкостей. Отсутствие дополнительного мешающего фона, создаваемого излучением репера, на линиях анализируемых элементов и вблизи ниАг, повышает контрастность спектров и, следовательно, чувствительность н точность аппаратов в среднем на 25/о. Предлагаемая кювета характеризуется простотой конструкции и высокой надежностью в работе, так как фртоднод, работаю- щий, например, в ключевой схеме, обладает высокой чувствнтельностью к изменению его освешениости. Кроме того, отсутствует необходимость в примененни дополнительного рентгеновского канала (усилитель, амплитудный дифференциальный днскрнминатор, аналоговый преобразователь), используемого для выделения характеристического излучения репера. Формула изобретения 1. Кювета для реитгейовского аиализа легковоспламёняюшнхся жидкостей, содержащая корпус, вводной и выводной штуцеры, окно, выполненное нз двух пленок, прозрачных для рентгеновского излучения, датчик сигнализации о разрыве окна кюветы, чувствительный элемент которого установлен в пространстве между пленками, а измерительная часть соединена со схемой автома 11ческой остановки потока жидкости, ог4 5 f/ личающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, чувстгвнтельный элемент датчнка выполнен в виде отражателя света, а измерительная часть расположена с наружной стороны окна кюветы и выполнена в виде оптроннойпары источник света - приемник света, оптически связанных через отражатель света. 2. Кювета по п. I, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности н точностн аналнза оптнческн прозрачны;( жидкостей, источник света снабжен формирователем параллельного пучка, а размеры отражателя света н входного окна приемника света равны н определяются из выра жения. d hftgiгде d - размер отражателя, равный размеру входного окна прнемннка света; h -расстояние между пленками окна кюветы; df- угол падения пучка на поверхность окна кюветы; п - коэффнциент преломления анализируемой жидкости. Источники информацни, принятые во вннманне прн экспер тизе 1.Авторское свидетельство СССР № 494646, кл. G О N 1/10, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 631798, кл. О 01 N 1/10, 1977 (прототип) --