Устройство для автоматического регулирования размеров и соотношения размеров частиц в оптически прозрачных средах

 

Изобретение относится к устройствам для регулирования технологического процесса путем направленного изменения дисперсного состава частиц в оптически прозрачных жидких или газообразных средах. Цель изобретения повышение точности регулирования за счет увеличения чувствительности ме- . тода измерения. Для этого устройство для автоматического регулирования размеров и соотношения размеров частиц в оптически прозрачных средах имеет фотоприемники 5,6, оптически связанные с измерительной кюветой 2 через световой поток, соответственно рассеянный вперед и рассеянный назад. Фотоприемник 5 установлен под углом , 490 по отношению к проходящему лучу источника 1 света. Фотоприемник 6 установлен под углом 90 0, 1 80 по отношению к падающему лучу источника 1, а соотношение величин углов установки фотоприемников 5,6 задает размер частиц крупной или мелкой фракций. Соотношение размеров частиц крупной и мелкой фракций регулируется по контуру задатчик 8 соотношения, блок 7 сравнения, усилитель 9, исполнительный механизм 10, регулирующий орган 11, смеситель 3, изь ерительная кювета 2 и фотоприемники 5,6, подключенные к соответствующим входам блока 7 сравнения. 2 ил. SS «Ч

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1437840 А 1 дд 4 G 05 D 21/00, 27/00, 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4201056/24-24 (22) 24.02.87 (46) 15.11.88. Бюл. У 42 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) В.В.Теселкин, И.М.Соломенцева, А.К.Запольский и В.В.Образцов (53) 660-012-52(088.8) (56) Фукс-Рабинович Л.И., Епифанов M,В. Оптико-электронные приборы.

Л.: Машиностроение, 1979 °

Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света. Под ред. Б.И.Степанова и А.П.Иванова. Минск: Наука и техника, 1971, Авторское свидетельство СССР .Р 11?4382, кл. G 05 D 27/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗМЕРОВ И СООТНОНЕНИЯ

РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ В ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к устройствам для регулирования технологического процесса путем направленного изменения дисперсного состава частиц в оптически прозрачных жидких или газообразных средах, Цель изобретения повышение точности регулирования за счет увеличения чувствительности ме- . тода измерения. Для этого устройство для автоматического регулирования размеров и соотношения размеров частиц в оптически прозрачных средах имеет фотоприемники 5,6, оптически связанные с измерительной кюветой 2 через световой поток, соответственно рассеянный вперед и рассеянный назад.

Фотоприемник 5 установлен под углом

0 6, с 90 по отношению к проходящему лучу источника 1 света. Фотоприемник

6 установлен под углом 90 (6 (180 по отношению к падающему лучу источника 1, а соотношение величин углов

40 установки фотоприемников 5,6 задает размер частиц крупной или мелкой фракций. Соотношение размеров частиц крупной и мелкой фракций регулирует- С ся по контуру задатчик 8 соотношения, блок 7 сравнения, усилитель 9, исполнитсльный механизм 10, регулирующий орган 11, смеситель 3, измерительная кювета 2 и фотоприемники 5,6, подклю- фЬ ченные к соответствующим входам бло- фф ка 7 сравнения. 2 ил. 3

1437840

Изобретение относится к области автоматического регулирования технологических процессов путем направленного изменения дисперсного состава

5 частиц в оптически прозрачных средах и может быть использовано для регулирования дисперсного состава частиц и их агрегатов в суспензиях, эмульсиях и других типах дисперсий в химической; горнодобывающей, лакокрасочной, пищевой, газовой промышленности, в процессах водоподготовки и очистки промышленных стоков, медицине и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — повьш ение точности регулирования за счет увеличения чувствительности метода измерения.

На фиг. 1 показана структурная 20 схема устройства; на фиг. 2 — экспериментальные зависимости интенсивности: а) проходящего (8 О) и б) рассеянного (Й 135 ) световых потоков для водных суспензий СаСО>, содержа-.25 щих частицы крупной (более 10 мкм) и мелкой (менее 1 мкм) фракций.

Устройство содержит источник

1 свет, измерительную кювету 2, смеситель 3, раходную емкость 4, фото- 30 приемники 5,6, блок 7 сравнения, задатчик 8 соотношения, усилитель 9, исполнительный механизм !О и регулирующий орган 11.

Фотоприемник 5 оптически связан с измерительной кюветой 2 через световой поток, рассеянный вперед, и установлен под углом 0 6 й, < 90 по отношению к проходящему лучу источни— ка 1, фотоприемник 6 оптически связан 0 с измерительной кюветой 2.через световой поток, рассеянный назад, и: установлен под углом 90 G <180 по отношению к падающему лучу источника 1, а соотношение углов установки фотоприемников 5,6 задает размер частиц крупной или мелкой фракций.

Известно, что интенсивность света, проходящего через суспензию, связана с размером частиц соотношением I d, где d — средний диаметр частиц. Интенсивность рассеянного света имеет более резкую зависимость I "Й (при

6 релеевском распределении). Поэтому использование зависимости рассеянного света от размеров частиц позволяет значительно повысить чувствительность измерений.

Известны также методы регистрации световых потоков, рассеянных только вперед или только назад. Согласно известным формулам для угловой зависимости интенсивности рассеяния крупные

Я

I частицы размером r r), â€,- рассеивают

2 1 вперед (O (д„90 ), где r, — радиус частицы, — длина волны излучения, Й, — угол рассеяния. Более мелЛ кие частицы размером г„«,- рассеива2 ют на большие углы, в том числе и назад (180 G - 90 ). Поэтому использование этих явлений, основанное на сравнении двух. потоков, позволяет выделить сигнал, зависящий как от размеров частиц, так и от их соотношения.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливая предварительно величину углов Я„и Q задают соответствующий размер частиц крупной и мелкой фракций. Исходная дисперсия, содержащая добавки реагента, поступает в смеситель 3, перемешивается в заданном соотношении, после чего поступает в прозрачную кювету 2, через которую проходит узконаправленный пучек света, рассеиваемый на частицах дисперсной фазы. В результате взаимодействия компонентов в дисперсии происходит изменение дисперсного состава коллоидной системы (агрегация частиц либо их стабилизация). Это приводит к изменению рассеянного на частицах светового потока.

Интенсивности рассеянных потоков (вперед и назад) зависят соответст,венно от размеров частиц крупных и мелких фракций. Если их число постоянно, либо постоянно их соотношение, то интенсивности света, поступающего на фотоприемники 5,6, также постоянны либо изменяются синхронно. Блок 7 настраивается на нулевой выходной сигнал. При изменении соотношения числа частиц мелкой и крупной фракции нарушается равновесное состояние блока 7. На его выходе появляется сигнал разбаланса, поступающий на усилитель 9, от преобладания того или другого размера частиц управляет направлением вращения исполнительного механизма

10, изменяющего через регулирующий орган 11 подачу реагента в дисперсную систему.

1437840 ника света.

ЙР

Jo

P©ec

ВНШШИ Заказ 5893/48 Тираж 866 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из экспериментальных зависимостей (см. <Ьиг.?) видно, что в рассеянном свете чувствительность устройства к изменению концентрации сусиензий в 13 раз выше, чем в проходящем

5 о свете. Поскольку под углом 135 рассеивают лишь мелкие частицы, а в проходящем свете на интенсивность преимущественно влияют частицы крупных фракций, то в предлагаемом устройсте за счет сравнения указанных световых потоков точность составляет около 3%, а чувствительность равна 1,5 х10 -3 (мВ,I 1) г

Высокая чувствительность и точность предлагаемого устройства позволит эффективяо использовать его в процессах очистки питьевых вод на станциях Водоочистки и В процессах 2р коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод промышленных предприятий. формула и з обретения

Устройство для автоматического регулирования размеров и соотношения размеров частиц в оптически прозрачных средах, содержащее оптически связанные источник света, измерительную кювету и первый фотоприемник, а также последовательно соединенные задатчик соотношения, блок сравнения, усилитель, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на трубопроводе, соединяющем расходную емкость со смесителем, связанным с измерительной кюветой, при этом выход первого фотоприемника подключен к второму входу блока сравнения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет увеличения чувствительности измерения, в него введен второй фотоприемник, подключенный выходом к третьему входу блока сравнения, причем первый фотоприемник оптически связан с измерительной кюветой через световой поток, рас"еянный вперед, и установлен под углом 0 8 90 по отношению к проходящему лучу источника света, второй фотоприемник оптически связан с измерительной кюветой через световой поток, рассеянный назад, и установлен под углом 90 < 6 160 по отношению к падающему лучу источ