Устройство для определения концентрации волокна в оборотных и сточных водах Советский патент 1982 года по МПК G01N15/04 

Изобретение относится к нзмеренню неэлектрических величин, в частности технологического контроля концентрации волокна в оборотных и сточных водах при производстве целлюлозно-бумажной и картонной продукции. Известны устройства, принцип действия которых основан на использовании различных поляриметрических способов, определяющих концентрацию по деполяризации линейно поляризованного света контролируемой суспензией 1 Различные суспензии обладают в боль шей или меньшей степени способностью деполяризации проходящего через них линейно поляризованного света. Линейно поляризованный, например в вертикальной плоскости свет (начальной интенсивности NO), проходя кювету с деполяризующей средой, преобразуется в частично линейно поляризованный свет и его интенсивность можно предсгав1 ть в виде двух соегоризонтально поляризован- тавляющнх: ной .tie -/иек., -иех. и вертикально поляризованной, V..T, где R - концентрация частиц в суспензии;6 - толишна просвечиваемого слоя суспензии; П - коэффициент деполяризации; . D - коэффициент деполяризации; С - коэффициент прозрачности поляризатора;TL- коэффициент прозрачности анализатора. Известно устройство для осуи1ествле- ния этого способа, содержащее источник света, расположенный в фокусе конденсатора, поляризатор, анализатор, фотоприемник и регистрируюЕшй прибор t.2 . Недостатком известного устройства является то, что результат измерения зависит от изменения интенсивности ист ника света, причем функциональная зави симость имеет экстремальный характер, поэтому не может однозначно определят - концентрацию частиц в суспензии. Следо вательно, данной схеме присуща большая методическая погрешность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, реализующее способ контроля содержания волокна в оборотных и сточных водах и содержащее фотоэлектрический преобразователь, вклю чающий поляризатор и два анализатора, плоскость поляризации которых, соответ ственно, перпендикулярна и параллельна плоскости поляризации поляризатора, пер вый и второй усилители, входы которых подключены к соответствующим выходам фотоэлектрического преобразователя, делительное устрюйство, линеаризатор и регистрирующее устройство, В этом устройстве в качестве сигнала, характеризующего концентрацию частиц, используется отнощение интенсивности света, прощедщего суспензию в скрещенной системе поляризатор-анализа тор, к интенсивности света, прощедщего суспензию в параллельной системе поляризатор-анализатор№)-r,T:,CVo/i)e 4i-e- ) U(2)r,T2(оП) ) aDeK .е-амк откуда К-а5е€и. Сигнал V снимается с выхода делительного устройства и представляет собой отнощение напряжений, следовательн v-aDppv, K-aDEiv, (u,,/u,) Kvaoee fbiiJ сигнал с выхода анализатора, пропорциональный интенсивности горизонтально поляризованно составляющей; и - сигнал с выхода анализатора, пропорциональный интенсивност вертикально поляризованной составляющей з . 354 Недостатком известного устройства является значительная погрешность, обусловленная необходимостью делений аналоговых сигналов, отнощение которых изменяется в значительных пределах, и линеаризации логарифмической функции, которая составляет не менее 1О%. Цель изобретения - повьшение точности измерений устрюйства. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее фотоэлектрический преобразователь, включающий поляризатор и два анализатора, плоскость поляризации которых соответственно перпендикулярна и параллельна плоскости поляризации поляризатора, первый и второй усилители, входы которых подключены к соответствующим выходам фотоэлектрического преобразователя, и регистрирующее устройство, введены сумматор, интегрирующее устройство, компаратор, триггер, третий усилитель и схема управления, причем выход первого усилителя соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом интегрирующего устройства, второй вход которого подключен к первому выходу схемы управления, второй выход которой соединен с одним из входов триггера, другой вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого соединен с выходом интегрирующего устройства, а второй - с выходом третьjero усилителя, вход которого соединен с выходом второго усилителя и вторым входом сумматора, при этом выход триггера подключен к регистрирующему устройству. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства для случая постоянной концентрации. Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1, первый и второй усилители 2 и 3, сумматор 4, третий усилитель 5 с коэффициентом усиления 2, интегрирующее устройство 6, компаратор 7, схему 8 управления, триггер 9, регистрирующее устройство 10. Интегрирующее устройство 6 вьшолнено в виде интегрирующей ЯС-цепочки с подключенным параллельно конденсатору 11 электронным ключом 12. Устройство работает следующим образом. Напряжение постоянного тока поступает с фотоэлектрического преобразователя 1 на первый и второй усилители 2 и 3, имеющие одинаковые коэффициенты усиления. Усиленные сигналы U U / (фиг. 2а и б) с выходов усилителей 2 и 3 поступают на суммирующий усилитель 4. Напряжение с выхода сумматора 4 (фиг. 2в) поступает на вход интегри рующегр устройства 6, на второй вход которого поступает последовательность импульсов напряжения (фиг. 2г) со схемы 8 управления, управляющая электронным ключом 12 интегрирующего устрой- ства. В течение времени, когда электрон ньй ключ 12 открыт, он закорачивает конденсатор 11; и триггер 9 находится вСОСТОЯНИИ О (фиг. 2г). В момент времени -Ь на интегрирующее устройство 6 поступает со схемы управления им- пульс напряжения, закрывающий электрон ный ключ 12, одновременно триггер 9 передним фронтом этого импульса переводится в состояние 1 (фиг. 2е). Конденсатор 11 начинает заряжаться (фиг. 2д), напряжение на нем измен$ ется по экспоненциальному закону, описываемому выражением UcЧu,)Cl-e). Это напряжение поступает на первый вход компаратора 7, на второй вход которого подается напр$окение, равное 2(J2. снимаемое с выхода третьего усилителя В момент равенства напряжений U и 2Uo , поступающих на входы компаратора на его выходе появляется перепад напряжения, возвращающий триггер 9 в состояние О. Таким образом, отрезок времени 2, t,,) , в течение которого триггер 9 находится в состоянии связан с напряже ниями, поступающими на входы компаратора 7 следующей зависимостью tU,.u) . т.е. время Т прямо пропорционально опре деляемой концентрации волокна К. Лабораторные испытания макетного образца показали, что погрешность измерений предлагаемого устройства не превыщает 3%, что по крайней мере в 2 раза меньше, чем погрещность известного устройства. Формула изобретения Устройство для определения концентрации волокна в оборотных и сточных водах, содержащее фотоэлектрический преобразователь, включающий поляризатор и два анализатора, плоскость поляризации которых соответственно перпендикулярна и параллельна плоскости поляризации поляризатора, первый и второй усили„тёли, входы которых подключены к соответствующим выходам фотозлектр1гческого преобразователя, и регистрирующее устройство, отлича-ющееся тем, что, с це;пзЮ повьоиения точности устройства в него введены сумматор, интегрирующее устройство, компаратор, , третий усилитель и схема управления, причем выход первого усилителя соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом 1Штегрирующего устройства, второй вход которого подключен к первому выходу схемы управления, вторюй выход которой соединен с одним из входов триггер, другой вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого соединен с выходом интегрирующего устройства, а второй - с выходом третьего усилителя, вход которого соединен с выходом второго усилителя и вторым входом сумматора, при этом выход триггера подключен к регистрирующему устройству. Источники 1шформации, Припятью во внимание при экспертизе 1.Шпоть А. С., Куц В. И. Сравнительная оценка поляриметрических способов определения концентрации. - ТТриборы и системы управления, 1977, N° 1, с. . 2.Авторское свидетельство СССР № 2О6460, кл. G01N 1/03, 1966. 3.Авторское свидетельство СССР № 402786, кл. G01N 21/22, 1970 (прототип).

Ui

а

§

i