Фотометр Советский патент 1981 года по МПК G01N15/06 

(54) ФОТОМЕТР

Изобретение относится к приборостроению, в частности к прибор 1М кол чественного определения концентрации твердого вещества в жидкости. Известен двухканальный концентратометр,содержащий камеру, в которой расположены кристаллический брусок и трубка, содержащая исследуемую жидкость, На пути светового паучка, направленного на кристаллический брусок последовательно устанавливаются опти ческие фильтры различной плотности, имитирующие определенные значения концентрации. Искомую концентрацию определяют путем визуальной оценки, уравнивая свет, рассеянный кристаллическим бруском и пробиркой. Устрой ство устраняет зависимость результа тов от изменения интенсивности источ ника излучения и изменения параметров оптических деталей 1. Недостатки известного фотометра обусловлены температурными нестабильностями, точностью уетановки и подбора плотности фильтров, субъективностью и неточностью визугшьного сравнения пятен двух полей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотометр, содержащий источник снета. установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения, регистрирующее устройство И. К недостаткдм данного устройства относятся погрешность измерений, сложность конструкции, нестабильность параметров фотоприемников, их разброс, неидентичность температурных и временных характеристик как фотоприемников, так и их каналов усиления. Цель изобретения - цовышение точности измерений за счет обработки сигналов в одном канале. Поставленная цель достигается тем, что в , содержащий источник света, установленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения и регистрирующее устройство, введен соленоид, включенный последовательно в цепь питания источника света, а в качестве приемника излучения применен, помещенный в магнитное поле соленоида, гантелеобразный семиэлектродный гальваномагнитный датчик, токовые электроды которого включены непараллельно, а выходные электроды подключены на вход регистрирующего устройства. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 расположение гальваномагнитного датчика внутри соленоида; на фиг.З схема включения гантелеобразного семиэлектродного гальваномагнитного да чика в измерительном устройстве.. Фотометр содержит источник света оптическую систему формирования светового потока 2, измерительную ячейку 3, гантелеобразный семиэлектродный гальваномагнитный датчик 4, устройство сравнения сигналов 5, регистрирующее устройство 6, соленоид 7. Работа устройства осуществляется следующим образом. Сколлимированный оптической системой формирования светового потока свет от источника света 1, в цепь питания которого последовательно , включен соленоид 7, падает на измерительную ячейку 3 с контролируемой суспензией. Соленоид 7 выполняет дво ную функцию. Во-первых, при- изменени напряжения питания Источника света он, как и любая другая индуктивность сглаживает эти колебания. Во-вторых во всех точках внутри соленоида (при условии, что его длина значительно больше диаметра) возникает магнитное поле, напряженность ко,торого Н, определяется по формуле Н -il Н - J где I- ток соленоида и источника света; W - полное число витков соленоид С - его длина . .После прохождения измерительной ячейки 3 свет падает на одну их пол вин помещенного в магнитное поле со ноида 7 гантелеобразного датчика 4 другая половина которого постоянно находится затемненной. Причем токи в обеих половинах датчика 4 протекают навстречу друг другу. Взаимодействие скрещенных электр ческого и магнитного полей приводит к возникновению на измерительных электродах датчика 4 электродвижущих сил, которые поступают на устройство сравнения сигналов 5 а затем на регистрирующее и показывающее устройство 6, выходйой сигнал которого служит количественной характеристикой концентрации взвешенн веществ в жидкости. Токовые электроды 8 и 9, 10 и 11 датчика 4 соединены параллельно и подсоединены к источнику питания та ким образом, что токи в левой полов не и правой протекают навстречу дру другу. При взаимодействии магнитног поля соленоида 7, внутри которого помещен гальваномагнитный датчик 4, измерительными электродами 12 13, 13-14 и 12-15 последнего возникают электродвижущие силы (ЭДС). Так между электродами 12-13 и 13-14 возникает ЭДС Холла Е и EJ( , величины которых соответственно равныЕХ RO- Ij,-H, Здесь RO Rc8 коэффициенты Холла затемненной и освещенной части датчика и IO,ICB lo + ul ток затемненной и освещенной гантелей датчика 4 соответственно. Знаки ЭДС указаны на фиг. 3. Из фиг, 3 видно что суммарная ЭДС Холла, возникающая между электродами 12 и 14 равна разности Еу и Е( Ex E -Ex CRc6- ) -(06-30) ., (fice- 0 «-()«Ce-«o)«-A3. Из формулы 4 видно, что измерен-ная таким образом ЭДС Холла Еу практически не зависит от колебаний температуры окружающей среды, поскольку последняя одинаковым образом влияет на R(j и Rj,g, а также I и , а их разность слабо зависит от температуры. Между электродами 12-15, в свою очередь, возникает ЭДС эффекта магнитосопротивления ЕМ. Е„ k-IpH (5) где k - постоянная. Электродвижущие силы, снимаемые с контактов 14 и 15 (контакт 12 заземлен) поступают на устройство сравнения сигналов, где формируется отношение -Г„- ГУн - -4-мв) здесь k - коэффициент пропорциональности. Выражение (6) несет в себе информации о концентрации взвесей в жидкости и не зависит не только от изменений температуры окружающей среды, но и от колебаний интенсивности источника света 1, а также от нестабильности и разброса параметров приемника,, поскольку обработка информации производится на одном и том же элементе 4. Применение вместо двух фотоприемников одного, помещенного в поле соленоида, гальваномагнитного датчика выполняющего функции этих приемников, приводит к повыщению уочности измерения концентрации взвесей в жидкости, за счет устранения влияния на результаты анализа температурных нестабильностей, колебаний интенсивности источника света, разброса и неидентичности каналов обработки информации.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий источник свега, устаиовленные по ходу излучения оптическую систему формирования светового потока, измерительную ячейку, приемник излучения и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен соленоид, включенный последовательно в цепь питания;источника света, а в качестве приемника излучения применен, помещенный в магнитное поле соленоида, гантелеобразный семиэлектродный гальваномагнитный датчик, токовые электроды которого включены непараллельно, а выходные электроды подключены на

.вход регистрирующего устройства.

-Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент Франции 2045580, кл. G 01 N 15/00, 1969.

кл. G 01 J 1/42, 1975 (прототип).

,

пит

иг.-/

ycfnpot}cfn