Спектрофотометрический концентратомер

 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение спектральной селективности и помехозащищенности. Световые потоки от светодиодов 1 и 2 проходят измерительную кювету 7 и кювету 8 сравнения и попадают на светодиоды-фотоприемники 3 и 4. Фотоприемники 3 и 4 соединены через переключатели с высокоомными входами дифференциального измерительного устройства 9. Общий вход устройства 9 соединен с катодами всех светодиодов и отрицательным выводом источника 6 питания. Питание светодиодов 1 и 2 осуществляется через переключатель 5 каналов. За счет связей всех светодиодов с источником питания и дифференциальным измерительным устройством обеспечена гальваническая развязка измерительной схемы и корпуса. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 N 21/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4307779/24-25 (22) 22 ..09, 87 (46) 30. 07.90. Бюл. Р 28 (71) Северо-Кавказск и филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) Е.Л.Жуков н Э.А,Леков (53) 535.853 (088.8) (56) Калориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2Г1П. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЗОМЗ, 1980.

Заявка ФРГ Р 3430050, кл. G 01 N 21/27, 1986 ° (54) СПЕКТРОФОТОИЕТРИЧЕСКИИ КОНЦЕНТРАТОМЕР (57) Изобретение относится к области оптического спектрального приборо„„SU„„1582089 А 1

2 строения. Целью изобретения является повышение спектральной селективпости и помехозащищенности. Световые потоки от светодиодов 1 и 2 проходят измерительную кювету 7 и кювету 8 сравне— ния и попадают на светодиоды-фотоприемники 3 и 4. Фотоприемники 3 и 4 соединены через переключатели с высокоомными входами дифференциального измерительного устройства 9. Общий вход устройства 9 соединен с катодами всех светодиодов и отрицательньм выводом источника 6 питания. Питание светодиодов 1 и 2 осуществляется че рез переключатель 5 каналов, За счет связей всех светодиодов с источником питания и дифференциальным измерительным устройством обеспечена гальваническая развязка измерительной схемы и корпуса. 1 ил.

1582089

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является повыше,ние спектральной селективности и по5 мехозащищенности.

На чертеже изображена схема концентратомера.

Спектрофотометрический концентратомер содержит п — количество пар источников света — светодиодов 1 и 2 и фотоприемников 3 и 4, переключатель

5 спектральных каналов, источник 6 питания, измерительную кювету 7, кювету 8 сравнения, дифференциальное измерительное устройство 9, цифровой индикатор, 10 и переменное сопротивление 11.

Аноды светодиодов 1 и 2 соединяются через переключатель 5 с источником ъО

6 питания, причем в цепь светодиодов

2 включено переменное сопротивление

11. Аноды фотоприемников 3 и 4 соединяются через переключатель 5 с высоко1омными входами дифференциального измерительного устройства 9. Катоды всех светодиодов соединены между собой отрицательным выводом источника 6 питания и общим входом иэмерительного устройства 9. Выход измерительного 30 устройства 9 может быть подключен к микропроцессорной системе (не показана).

Спектрофотометрический концентратомер работает следующим образом.

Потоки света от светодиодов 1 и 2 проходят соответственно измеритель-. ную кювету 7 и кювету 8 сравнения и попадают на светодиоды — фотоприемники 3 и 4, возбуждая в них фотоЭДС. 4

Величина ЗДС фотоприемника 3 пропорциональна оптической плотности (концентрации) вещества в измерительной кювете 7, поглощающего свет выбранного спектрального диапазона. ЭДС 45 фотоприемника 4 пропорциональна оптической плотности эталонного вещества в кювете 8 сравнения. Так как фотоприемник 3 соединен через переключатель 5 каналов с высокоомным входом, а фотоприемник 4 соединен через переключатель каналов 5 с другим высокоомным входом дифференциального измерительного устройства 9, то на данных входах возникают потенциалы, пропорциональные ЭДС фотоприемников 3 и 4. Измерительное устройство 9 усиливает и преобразует разностный сигнал по одному и другому высокоомным входам относительно потенциала на общем входе, который соединен с катодными выводами всех светодиодов и отрицательным выводом источника 6 питания и гальванически развязан с корпусом спектрофотометрического концентратомера.

Преобразованный сигнал регистрируется ча цифровом индикаторе 10.

Питание светодиодов 1 и 2 осуществляется через переключатель 5 каналов от источника 6 питания, а переменным сопрртивлением 11 достигается балансировка оптических каналов по свету °

Перевод спектрофотометрического концентратора на следующий спектральный диапазон производится поворотом механической части переключателя 5 каналов до включения в схему других пар. светодиодов.

В данном варианте принципиальной электрической схемы спектрофотометрического концентратомера учитывается то обстоятельство, что используемые в нем светодиоды имеют малую площадь рабочей поверхности 1-2 мм . Поэтому в схеме использован вентильный режим работы фотоприемников 3 и 4 и высокие сопротивления их нагрузки, т.е. высокоомность входов измерительного устройства 9. При таких условиях работы фотоприемников 3 и 4 фотоЗДС пропорциональна логарифму интенсивности

1светового потока падающего на каждый из фотоприемников»

Бф = Kln ф = К1пф,е = Кlп, -D — KD - Уф — KP где Фр, ф — интенсивности начального и падающего на фотоприемник световых потоков;

Уф — фотоЭДС фотоприемника при

0 световом потоке, равном

Ф,р

D — оптимальная плотность вещества в фотометрической кювете;

К - коэффициент пропорциональности, Если величины U ф фотоприемников о

3 и 4 равны, что достигается балансировкой оптических каналов по свету с помощью переменного сопротивления 11, включенного в цепь питания световода

2, то дифференциальное измерительное устройство 9 усиливает и преобразует в цифровой вид аналоговый сигнал, 1582089 пропорциональный раэностной оптической плотности и концентрации вещест.ва

-П„) =К(К,С-D ), Пф= К (D«

Формула изобретения!

Настройка спектрофотометрического концентратомера производится на эталонных растворах вещества с установкой в оптические каналы определенного набора светодиодов и фотометрических кювет, выбранных в результате проработки спектрофотометрической методики. 3а счет связей всех светодиоСоставитель С.Иванов

Техред Л.Олийнык

Корректор Н.Король

Редактор Е.Копча

Заказ 2084 Тираж 512 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 где 0„„, D „- оптические плотности кюветы измерительного канала и эталоновой кюветы канала сравнения;

С вЂ” концентрация вещества в растворе измерительной кюветы;

К, К вЂ” коэффициенты пропорци1 15 ональности.

При реализации спектрофотометрического концентратомера возможно применение работы фотоприемников 3 и 4 в диодном режиме и дифференциального 20 измерительного устройства 9 с низкоомными входами. В этом случае измерительное устройство 9 должно выполнять функции дифференциального логарифмического усилителя и преобразователя. 25 дов с источником питания и дифференциальным устройством обеспечена гальваническая развязка измерительной схемы концентратомера с его корпусом.

При этом повьппена помехазащищенность концентратомера, что связано также с точностью измерений.

Спектрофотометрический концентратомер, содержащий в измерительном канале и канале сравнения оптически связанные источник света, выполненный в виде светодиода, кювету и полупроводниковый фотоприемник, а также источник питания, соединенный с анодами светодиодов, дифференциальное измерительное устройство с цифровым индикатором, соединенное. с полупроводниковыми фотоприемниками, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения спектральной селективности и помехозащищенности, полупроводниковые фотоприемники выполнены в виде светодиодов, идентичных светодиодам источника света, катоды светодиодов источника света и светодиодов полупроводникового фотоприемника соединены с отрицательным выходом источника питания и общим входом дифференциального измерительного устройства.