Дифференциальный мутномер

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования оптических неоднородностей жидких и газообразных веществ фотоэлектрическим методом. Мутномер может применяться на предприятиях машиностроения, нефтехимической промышленности, перерабатывающей промышленности и др. Цель изобретения - увеличение точности измерений. В устройство введены распределительный клапан 1, вторая камера 3, третий 9 и четвертый 10 фотопреобразователи. Входы распределительного клапана 1 являются входами устройства, а выходы клапана 1 соединены соответственно с входами камер 2 и 3. Фотопреобразователи 7-10 соединены по схеме моста, к питающей диагонали которого подключены источник питания и вход первого усилителя 11, а к измерительной диагонали - вход второго усилителя 12. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1516913 А1 (1) 4 С 01 N 21/53, 21/85

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4277132/31-25 (22) 06.07.87 (46) 23.10.89. Бюл.М 39 (71) Винницкий политехнический институт (72) Б.Я.Лихтциндер, И,А.Немировский и Л.Б.Иванова (53) 535.361(088.8) (56) Заявка Великобритании

И 1563031, кл. G О1 N 21/15, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 890170, кл. G 01 N 21/51, 1980. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МУТНОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследований оптических неоднородностей жидких и газообразных веществ фотоэлектрическим методом. 11утномер мо:кет применяться на предприятиях машиностроения, нефтехимической промышленности, перерабатывающей промышленности и др. Цель изобретения — увеличение точности измерений.

В устройство введены распределительный клапан 1, вторая камера 3, третий 9 и четвертый 10 фотопреобразователи. Входы распределительного клапана 1 являются входами устройства, а выхоцы клапана 1 соединены соответственно с входами камер 2 и

3 ° Фотопреобразователи 7 — 10 соединены по схеме моста, к питающей диагонали которого подключены источник питания и вход первого усилителя 11, а к измерительной диагонали — вход второго усилителя 12. 1 ил.

3 1516913

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования оптических неоднородностей жидких и газообразных веществ

5 фотоэлектрическим методой.

Цель изобретения — увеличение точности измерений мутности.

На чертеже представлена схема дифференциального мутномера. 10

Мутномер содержит распределитель-. ный клапан 1, гидродинамически соединенный с первой 2и второй 3 камерами, источник 4 света, оптические окна 5, вычислительный блок 6, первый 7, 15 второй 8, третий 9 и четвертый 10 фотопреобразователи, усилитель gll опорного канала, усилитель 12 измерительного канала и индикатор 13. Входы распределительного клапана 1 являют- 20 ся входами устройства, а выходы клапана соединены соответственно с входами камер 2 и 3. Фотопреобразователи 7 — 10 соединены по мостовой схеме. К входу питающей диагонали моста подключен источник питания (не показан). Выход питающей диагонали моста подключен к входу усилителя

ll опорного канала, выход которого соединен с источником 4 света, Иэмери-30 тельная диагональ моста подключена к первому и второму входам усилителя 12, на выходе которого включен индикатор 13.

Распределительный клапан 1 может иметь несколько положений (например, первое", "второе" и третье, показанные на чертеже) и выполняется в виде стандартного гидрораспределителя, Фотопреобразователи 7 — 10 40 могут выполняться в виде фоторезисторов или фототранзисторов. Усилители

11 и 12 могут быть выполнены на стандартных интегральных усилителях.

В качестве индикатора 13 может ис- 45 пользоваться любой стандартный анало" говый или цифровой мипливольтметр.

Мутномер работает следующим образом.

В исходном положении распредели- 50 тельный клапан 1 (распределитель потоков) находится в первом состоянии и цва сравниваемых потока жидкостей (или газов) поступают в камеры 2 и

3 соответственно. Свет от источника 55

4, пройдя исследуемые потоки жидкости (газа), через оптические окна 5 поступаеi на фотопреобразователи 7

10. Электрические сопротивления котоR> и Ц 3aBHcsT ог степе— ни освещенности фотопреобразователей

7 — 10 соответственно, Усилитель 11 может быть выполнен, например, в виде усилителя тока с малым входным сопротивлением и источником смещения (не показан). Усипитель 11 функциони рует таким образом, что за счет изменения выходного сигнала, питающего источник 4 света, поддерживает постоянным выходной ток в питающей диагонали моста. Этим обеспечивается независимость освещенности фотопреобразователей 7 — 10 от значений оптической плотности исследуемой среды.

Отношение интенсивностей освещен-, ности преобразователей, расположенных соответственно под углами Р и /3, к направлению освещения, зависит от концентрации С взвешенных частиц, рассеивающих свет, например, в камере 2. Аналогично зависит отношение интенсивностей освещенности фотопреобразователей от концентрации частиц в камере 3.

Значения проводимостей фотопреобразователей 7 — 10, включенных в плечи моста, зависят от интенсивностей их освещенности. Напряжение на измерительной диагонали моста, т.е. на входе усилителя 12, пропорционально разности отношений проводимостей соответствующих фотопреобразователей

7 — 10 и, следовательно, является мерой разности концентраций.

Принципиальным отличием данной мостовой схемы является включение ее питающей диагонали в цепь обратной связи. Постоянство тока, протекающего через питающую диагональ, поддерживается не за счет регулирования напряжения, а за счет одновременной регулировки сопротивлений во всех плечах моста при постоянстве питающего напряжения. При этом независимо от характеристик исследуемой среды и источника света поддерживается неизменным суммарное сопротивление питающей диагонали моста.

При высокоомном входе усилителя 12 напряжение U„ на выходе измерительной диагонали моста определяется соотношением

Ra/R7 — K to /Re

11 - — — — — U

R6/R7) (1о / 9) где U — напряжение питания, ет стабипиэацию чувствительности н уменьшает погрешности измерений.

Формула изобретения

Дифференциальный мутномер, с оде рж ..1щий источник света, оптически связавный через камеру с первым и вторым фотопреобразователями, установленными под различными углами к оптической осн источника света, первЫЙ фотопреобразователь соединен с усилителем измерительного канала, соединенным с индикатором, второй фотопреобразователь соединен с усилителем опорного канала, соединенным с источником света, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений мутномер дополнительно содержит распределительный клапан с двумя входами и выходами, третий и четвертый фотопреобразователи, вычислительный блок, источник питания и вторую камеру, при этом источник света оптически связан с третьим и четвертым фотопреобразователями через вторую камеру, третий и четвертый фотопреобразователи установлены по отношению к оптической оси источника под теми же углами, что первый и второй фотопреобраэователи соответственно, выходы распределительного клапана гидродинамически соединены с входами первой и второй камер, первый, второй, четвертый и третий фотопреобраэователи последовательно соединены между собой в замкнутую цепь, общий выход первого и второго фотопреобразователей соединен с первым входом усилителя измерительного канала, общий выход третьего и четвертого фотопреобразователей и соединен с вторым входом усилителя измерительного канала, общий выход второго и четвертого преобразователей соединен с усилителем опорного канал», источник питания соединен с общим выходом первого н третьего фотопреобраэователей, вычислительный блок соединен с управляющим входом распределительного клапана и с выходом усилителя измеритель— ного канала, а выход вычислительного блока соединен с балансировочным входом усилителя измерительного канала.

В процессе работы в результате нестабильности характеристик фотопреобраэо» вателей 7 — 10 возможно изменение показаний индикатора 13. Контроль правильности показаний и регулировку устройства можно осуществить, переключая с помощью блока 6 направления потоков установкой распределительного клапана

1 во второе положение.

Таким образом, мостовая схема включения фотопреобразователей обеспечиваS 1516913

Напряжение П„ зависит ие от аб" солютных значений сопротивлвний, а от их отношений, что делает результат измерений независимым ît характерисI тик источника света и оптической плотности среды.

Обратная связь по току, поддерживая неизменной суммарное сопротивление питающей диагонали моста, обеспечива- 10 ет стабилизацию его чувствительности и уменьшает погрешности, вызванные нелинейностью характеристик фотопреобраэователей.

В результате нестабильности чувст- 15 вительностей фотопреобразователей

7 — 10 возможно возникновение по" грешностей. Если отношение соответствующих чувстЪительностей изменилось, то при переключении распределителя 1 из первого во второе положение изменяется не только полярность, но и появляется разница в абсолютных значениях показаний прибора. При этом вычислительный блок 6 оеуществляет g5 регулировку и добивается равенства абсолютных значений показаний прибора при смене камер, не прерывая технологического процесса. Регулировки носят итерационный характер и повторяются 30 при нескольких переключениях распределителя.

Установка нулевых показаний прибора может осуществляться, например, при переключении распределительного клапана 1 в третье положение. В этом случае по обеим камерам протекает один и тот же поток жидкости (I àçà) и с помощью регулирующих элементов усилителя 12 осуществляется баланси- 4 ровка.