Способ определения концентрации растворимого вещества в жидких средах

 

Изобретение относится к оптическому анализу веществ и материалов и служит для концентраций растворимых веществ в жидких технических и природных средах с повышенной точностью. Цель изобретения состоит в повышении точности определения концентрации, для чего изменяют толщину слоя анализируемой жидкости, что вызывает изменение интенсивности ослабленного излучения на величину, превышающую порог чувствительности приемника в заданное число раз, определяемое из условий измерения, и определяют концентрацию из полученного соотношения. На пути оптического излучения вводят растворитель или раствор сравнения с переменной толщиной слоя, выбираемой из условия дополнения толщины анализируемого слоя до постоянной величины. В расчетной формуле учитывают только изменение толщины слоя анализируемой жидкости. Управление процессом контроля производится с помощью ЭВМ. Кювета и клин выполнены в виде сопряженных полых призм. Одна призма кюветы заполнена анализируемой жидкостью, вторая - растворителем или раствором сравнения. Одна призма клина заполнена образцовой жидкостью с известной концентрацией, а вторая - растворителем или раствором сравнения. Практическое значение способа состоит в повышении достоверности контроля технологических растворов целлюлозно-бумажной промышленности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 01 N 21/59

3ГЕОГ1,Щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4379505/23-25 (22) 18.02.88 (46) 30.10.89. Бюп. h 40 (71) Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промьпштенности (72) Ю.А.Скрипник, М.И.Коновал, Д.А.Богуславский и Л.А.Глазков (53) 535.242(088.8) (56) Гвердцители Т.А. и др. Применение метода образцовых сигналов для повышения точности ИК-анaпизаторов воды в жидких материалах. — Измерительная техника, 1986, Р 3, с. 40-41.

Авторское свидетельство СССР

1h 859835, кл. С 01 J 01/04, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

РАСТВОРИМОГО ВЕЩЕСТВА В ЖИДКИХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к оптичес" кому анализу веществ и материалов и служит для определения концентраций растворимых веществ в жидких технических и природных средах с повьппенной точностью. Цель изобретения состоит в повьппении точности определения концентрации, для чего изменяют толИзобретение относится к оптическому анализу веществ и материалов и может быть использовано для определения концентрации растворимых веществ в жидких технических и природных сре дах с повышенной точностью.

„„SU„„1518731 А1

2 щину слоя анализируемой жидкости, что вызывает изменение интенсивности ос-, лабленного излучения на величину, превышающую порог чувствительности приемника в заданное число раэ, определяемое иэ условий измерения, и определяют концентрацию из полученного соотношения. На пути оптического из" лучения вводят растворитель ипи раствор сравнения с переменной толщиной слоя, выбираемой ив условия дополнения толщины анализируемого слоя до постоянной величины. В расчетной фор" муле учитывают только изменение толщины слоя анализируемой жидкости. Управление процессом контроля производится с помощью ЭВМ. Кювета и клин выполнены в виде сопряженных полых призм. Одна призма кюветы заполнена анализируемой жидкостью, вторая — растворителем или раствором сравнения.

Одна призма клина заполнена образцовой жидкостью с известной концентрацией, а вторая — растворителем или расгвором сравнения. Практическое значение способа состоит в повышении достоверности контроля технологических растворов целлюлозно-бумажной промышленности. 1 ил.

Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации растворенных веществ в жидких средах пугем исключения влияния как нестабильности параметров источника излучения, так и исключение влияния sa1518731

Гр я 3 не1!Ilя к(ове гь1 и ot . i про lf! lf!х (>11мс. сс-. 1 t Ile!Tticтоянс гвл сп ги>1еск11х снсйс1чз ра1; Zs: рИ: ЕЛя, ОСОбЕННО В CrräáOÊt»! 1tt 11Гр11» о11.11>.11ь(х рлстгорл . 5 (1а чер геже схематично показано ус гройсгво для осуг(ес1ч1>1ения предлагаемого спссобл.

Устройство содержиг источник 1 излучения, формирователи 2 и 3 опти- 10 ческого луча, составную призматическую кювегу 4, компрессор 5, составной призматический клин 6, приемн11к 7 оптического излучения, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, микро 38> (15

9 с пультом 10 управления, цифроаналоговый пресбразовагепь (ЦЛП) 11, испо 1;1>1» 1> 1>ht>» .>„-IpK 1р опрпнод11 1 2 1! перемещения, ссединегпн(е соотвегственно с кюветой 4 fr клином 6, цифроной 20 индикатор 14.

Кювета 4, оптический клин 6 1; рпемнпк 7 и:i>у(в(и я устаfr: f!Ie!!bl .. ду оп гическ< Го луч 1, формируемого 1 -...1он-.хрсмл ги 1сского и.злуче1гпя ис го >ника 25

1. Вьв сд ир(те яника 7 itэлучен(1я сседиIIe11 с лнллоговым входом АЦП 8, кодовые вьг оды которого соединены с шиной данных микроЭВМ 9, к которой чере.-1

c0oтветc1 âóþLttèc интерфейсные cxc!!L! Зр подключены кодовые входы ЦЛП 11, кодовые входbl индпка гора 14 и кодовые выходы пульта 10 управления, л логовые выходы ЦЛП 11 соединены 1 управляющими входам11 электроприводов 12 >5 и 13, rrc 1 о 1 >икл 1 и компрессора 5.

Кзоветл 4 и клин 6 вь(полнены н ниде сопряженных полых призм,при этом од— нл призма кюветы 3.: по-(пена анализ11ру— емой жидкос l ью, в горля - растворите- 4р лем или раствором сравнения, одна призма клина заполнена образцовой жидкос> ью с H3k!åcj !!off 1,; нцентрлц11ей, а вторая — растворпгелем ипи р;1сгн<>ром срл ни е111ы . 45

Способ с сущес>в:1яюг ctlejry!I>fftfffr об— разом.

1(о11охрсмлт11!eс.rkfM излучен 1ем llc точ 11 кл ч "роз формирс ватель 2 с11т11ческсго пуча зонпируют состани., ю 121>в нету 4, ссс. гоящую I{3, ;-sóõ сспря"еl

НЫХ Прitэ>1 -1ЕО Е3 11рс! Os!ö Fjsl stËÑ Г(, торой про гекает анализируемая z,t ocть под гоз tekfстнием компрессора 5, а в

НЕ>tPOI OstftO."; ЧЛСГИ k!Crfet Ы НаХОДИ "Csf

55 техни .; "f.ий раствори гель или расти .р сравнения. Изл„. 1еILte, про111е>;111се I:!îliåту, ч рс" 1 .>и:-,ен.-ш ук»(ий кл1111 F-; и фс>> ..trt+гit ;1, 3 o!t!и gQ ciioj c п1>вд "1!c.гвуеi на приемник 7 1гзлучен11я. Выходное напряжение приемникл код11руегся с помо(цью ЛЦП 8 и вводи гся через ингерферейсные схемы сопряжения н плмягь микроЭВМ 9.

По командам ЭВМ, записанным в посгоянном запомина(ощем ус гройстве (ПЗУ) с помощью четырехканального ЦЛП 11 осущес гвляегся управление всеми блоками устройсгва: источника 1, компрессора 5, перемещения кюветы 4 и оптического клина 6. После включения устройства в ЭВМ 9 запоминается резульга-г преобразования интенсивности излучения в напряжение U, с учетом злгрявне(н(я кюветы. Затем по команде

ЭВМ с помощью электропривода 12 перем щлется кювегл 4 на заданную величину " 1, в нлправлепии, перпендикулярпом ходу оптического луча, изменяя голщину слоя с ). до 1,. Напряжение 1 преобразования U кодируется и запо2

M«f..лется в памяти ЭВМ. Далее по кззtaI;tte ЭВГ1 ЦЛП 11 вырабатываег упрл1>ля(ощее 1 апряжение, которое посредсгвом элек>ропривода 12 плавно перемещле1 клин 6, а соогветс1вующее напряже>н(e U вводится в ЭВМ. Подпрогрл гмсй регулирования положе1пзя клинл предусмотрено сравнение выходного напряжения приемника U с первоначаль3 ны;i напряжением U! когорое хранится н памяти ЭВМ. При достижении равенсгвл U = U клин 6 останавливается и в процессоре ЭВМ определяется его резулы ирующее перемеще1пзе о1 2 относи гсльно кюветы 4 с толщиной слоя 1 2.

Параметр Со вводится в память ЭВМ вручную через пульт в зависимости от сосгава контролируемой среды. МикроЭВМ 9 вычисляет концентрацию С по формуле и выдает значение в цифровой

Асрме на индикаторе 14. Прн измененгн1 конценграции С или загрязнения кюнегы .1зменяется напряжение U, . Но зл счет последующих перемещений кюнсгы 4 и клина 6 определяется действигельное значение концентрации С

> с=,лвиспмо ст ее загрязнения.

BbIrlottffefrfte кюветы и клина в виде со::ряженных полых призм, заполненных с сдпсй сгсроны анализируемой жидкосгьк или образцовой жидкость(о с известной ко11ценграцией, с другой стор . 1>,. — растворителем или раствором сравнения, позволяет исключить влияННе гехнич еского рас гворит еля с. не,снгрс.».jlpуомым составом kfB точность

15187 определения концентрации исследуемого вещества в растворе.

Благодаря автоматическому исключению погрешности оптоэлек1рического

5 преобразования, влияния неконтролируемого сосгава растворигеля и загрязнения рабочей кюветы, погрешность измерения концентрапии уменьшается в 3-5 раз. При проведении количественного анализа сточных вод на очистных сооружениях целлюлозно-бумажной промышленности концентрация 0,1—

5 мг/кг остаточных хлоридов н сульфидов определяется с относительной l5 погрешностью не более 0,27. по сравнению с 1-1, 57.

Технико-экономическая эффективность способа определяется повышением достоверности контроля концентрации тех- 20 нологических растворов в условиях целлюлозно-бумажного производства, а также снижением эксплуатационных расходов на систему оперативного контроля за счет исключения калибровок при- >5 емника и периодических подстроек элеменгов оптической системы, в частности замены кювег из-за загрязнения оптических стекол.

Фор мул а из о бретения

Способ определения концентрации растворимого вещества ь. жидких сре— дах, заключающийся в том, чго формируют пучок монохроматического излучения, облучают им анализируемую жидкость в кювете с переменной. толщиной слоя, измеряюг ингесивность излучения, 31 6 ослабленного анализируемой жидкос гью, вводя! на пути оптического излучения образцовую жидкость с известной концентрацией и переменной толщиной слоя, изменяют толщину слоя образцовой жидкости при изменении конценграции анализируемой жидкости, чтобы компенсироватb изменение оптической плотности анализируемой жидкости, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, на пути оптического излучения вводят растворитель или раствор сравнения с переменной толщиной, дополняющей толщины анализируемой и образцовой жидкостей до посгоянных величин, при этом после измерения интенсивности ослабленного анализируемой жидкостью излучения с учегом опгической плотности растворителя или раствора сравнения изменяют голщину слоя анализ!1руемой жидкости на значение Л 1 » вызывающее изменение интенсивности ослабленного излучения на величину, превышакяцую порог чувстBHI åëüíîñ÷и приемника излучения в заданное число раз, определяемое иэ условий измерения, изменяют толщину слоя образцовой жицкости на значение

Dl q, восстанавливающее первоначальное значение ослабленного излучения, а искомую концентрацию определяют иэ соотношения

Д!

С = — — — С д! а

1 где С вЂ” искомая концентрация анализируемой жидкости

С„ — известная концентрация образцовой жидкости.

1518731

Составитель И.Ильин

Редактор Ю.Середа Техред Л.Сердюкова

Корректор Т Палип

Заказ 6601/49 Тирах 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101