Фотоэлектрический датчик

 

CQO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН (1Э (11) 3f51) G 01 N 21 51

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ".(2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3430433/18-25 (22) 28.04.82 (46) 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) Г. В. Майсурадзе, У.A. Ковэиашви.ли и A.A. Торонджадзе (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (53) .535.242.088(088.8) (56) 1. Патент CtdA 9 3665201, кл. 250-218, 1972.

2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Под ред. Б.Д..Кошарского, Л., "Ма шиностроение", 1976, с. 170 (прототип). (54)(57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК . для измерений в жидкости, содержащий источник света и фоточувствителн ный элемент, размещенные на одной оптической оси внутри герметичных камер с окнами, расположенными на- против друг друга, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен буферной емкостью, выполненной в виде колпака, сообщенного трубопроводами с .полостями встречно направленных насадков,. которыми снабжены окна камер,. при этом плоскость кромки открытой части буферной емкости расположена горизонтально, ниже оптической оси датчика на расстоянии определяемом из соотношения

V+v а= (."") где Ч и F - объем и площадь горизонтального.сечения внутренней полости буферной емкости;

Vy - суьааарный объем насад-. ков и трубопроводов}

P - атмосферное давлением %It

Z — расстояние между. уровнями исследуемой жидкости и жидкости в буферной емкости1 э — удельный вес исследуемой жидкости.

1061007

P P+ Zg (<

Изобретение относится к приборо- - строению,, в частности к контрольноизмерительной технике, предназначено для контроля изменения оптической плотности различных жидкостей, нахождения границы раздела фаз 5 жидкостей с различными оптическими плотностями и может быть использовано для контроля уровня осадка и активного ила в отстойниках.

Известны фотоэлектрические датчики для измерений в жидкости, на, пример нефелометры, содержащие пробник, который вводится в соприкосновение .с протекающим потоком жидкости. и имеет гладкую однородную поверхность соприкосновения с потоком жидкости, источник коллимированного падающего света и фоточувствительный элемент, расположенный таким образом, чтобы регистрировать обратное рассеяние света (1). 20

Н аи более бли з ким к п редл агае мому является фотоэлектрический датчик мутномера, содержащий источник све ! та и фоточувствительный элемент, размещенные на одной оптической оси 25 внутри герметичных камер с окнами, расположенными напротив друг друга (2, Недостатком этих устройств является то, что поверхности прозрач ных элементов оптической части дат- 30 чика, соприкасающиеся с измеряемой средой, быстро покрываются слоем осадков, в результате чего изменяется оптическая характеристика и уменьшается точность измерений. Таким образом, без систематической про-. филактики (чистки стекол, замены их невозможно обеспечить стабильную достоверность передаваемой информации.

Проведение систематической профилактики связано с трудностями, что вызывает неудобство в эксплуатации.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения контакта с исследуемой средой и за. грязнения окон камер. 45

Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрический датчик для измерения жидкости, содержащий источник света и фоточувствительный элемент, размещенные на одной опти- 50 ческой оси внутри герметичных камер с окнами, расположенными напротив друг друга, снабжен буферной емкостью выполненной в виде колпака, сообщенного трубопроводами с полостями 55 встречно направленных насадков, которыми снабжены окна камер, при этом плоскость кромки открытой части буферной емкости расположена горизонтально, ниже оптической оси датчика на расстоянии Я, определяе мом из соотношения. где Ч и F — объем и площадь горизонтального сечения внутренней полоСти буферной емкости;

Чо — суммарный объем ыасадков и трубопроводов,"

Рд — атмосферное давлением

Z — расстояние между уровнями исследуемой жидкости и жидкости в буферной емкости; у — удельный вес исследуе» мой жидкости.

Такая конструкция датчика предотвращает проникновение контролируемой жидкости внутрь .насадок, чем обеспечивается устранение, непосредственного контакта контролируемой среды с поверхностью оптических элементов (окон камер .)и исключения возможнос-. ти загрязнения последних .

На фиг. 1 схематически изображен датчик, рабочее положение; на фиг. 2датчик с подвижными кронштейнами в положении "До погружения", вид сбоку, на фиг. 3 — то же, вид спереди.

- Датчик содержит герметичные камеры 1 и 2, в которых размещены источник света 3 и фотоприемник 4. Камеры, оснащенные со стороны окон 5 и б насадками 7 и 8, расположены на горизонтальной полке кронштейна 9.

Внутренние полости насадок 7 и 8 через открытые выходные каналы 10 и 11 сообщаются с контролируемой средой, а через трубопроводы 12 соедиыены с верхней частью буферной емкости 13, выполненной в виде колпака, Емкость 13 снизу открыта для сообщения. с исследуемой средой и неподвижно прикреплена к кронштейну 9.

В датчике с подвижными кронштейнами ,(фиг. 2 и 31 камеры 1 и 2 закреплены

Йа кронштейнах 14 и 15, которые шарнирно присоединены к вертикальной стенке кронштейна 9 так, что при повороте в вертикальной плоскости кронштейнов 1.4 и 15 сечения выходных каналов насадок 10 и 11 остаются на одном и том же уровне. Концы подвижных кронштейнов 14 и 15 через тяги 16 и 17 шарнирно связаны с ползуном 18, который может перемещаться по вертикальному штоку 19, жестко соединенному с кронштейном 9.

При подготовке устройства к работе датчик погружают в резервуар с контролируемой жидкостью так, что камеры 1 и 2 с насадками расположены вертикально открытыми отверстиями вниз. При этом в буферную емкость

13 снизу заходит жидкость, сжимает находящийся внутри емкости воздух до тех пор, пока его давление не повысится до величины гидростатического давления жидкости в резервуаре.

1061007 где P — атмосферное давление, но использовать упрощенную конструк2 — асстояние между уровня- цию кронштейна без его подвижных

P ми жидкости в общем резер- элементов. В таком случае камеры 1 вуаре и буферной емкостй и 2 на кронштейне 9 жестко закрепудельный вес .контролируе- ляются в горизонтальном положении. мой жидкости. 5 Принцип работы устройства, Так как давление внутри пневмо- где применен датчик, заключается системы емкости 13, трубопроводов .12 в следующем. и насадок 7 и 8 устанавливается оди- Пучок света от источиика 3 направ-, наковое, а выходные отверстия кана- ляется через воздушное пространство лов 10 и 11 находятся на уровне жид- )p насадки 7, толщу контролируемой ере" кости в буферной еМкости 13, то жид- - . ды, находящейся между выходными какость внутрь насадок 7 и 8 не захо-. налами насадок 10 и 11, воздушное дит. пространство насадки 8 .и попадает нй

П е погружения датчиков на - фотоприемник 4, сигнал с которого осл . (не заданную глубину, перемещением пол- . 5 посылается на электронный блок .( зуна 18 вниз, кронштейны 14 и 15 ус- показан fó который выдает результат танавливают в горизонтальном поло-,измерения или сигнал о превышении за жении на опоре кронштейна 9 так, данной величины контролируемого па-: что оптические оси источника света раметра.

3 фотоприемника 4 и оси цилиндри- - Наличие буферной емкости и расI

20 чески ч ских каналов насадок 10 и 11 рас-, положение ее ниже оптической оси и, с» полагаются на одной горизонтальной: следовательно, отверстий камер обе прямой; проходящей выше нижней кром-: печивает создание противодавления, ки емкости 13 на величину *, ко- . соответствующего величине давления торая определяется в зависимости от жидкости в резервуаре на уровне вы-: глубины погружения. из уровнения сос- ходных каналов этих камер, чем пре; дотвращено проникновение жидкости в

Если жидкость в резервуаре и ее:. измерительные камеры и загрязнейие поверхность находятся в покое, мож- оптических поверхностей.

jg

Составитель .С. Непомнящая

Редактор T. Митейко Техред И,Ме Елева Корректор В. Бутяга

Заказ 10030/45 . Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4