Многолучевой фотометр

 

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к многолучевым фотометрическим анализаторам , и может быть использовано для анализа жидких и газообразных сред в химической, медицинской, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности . Цель изобретения - обеспечение дистанционных измерений при упрощении устройства. Фотометр содержит два источника излучения разных длин волн, оптически связанных через соответствующие волоконно-оптические системы с измерительной кюветой. Волоконно-оптическая система включает световод с линзами у торцов, цилиндрическую кювету с 90°-ным изгибом внутри и заполненную измерительной жидкостью. За цилиндрическими кюветами на продолжении взаимно перпендикулярных отрезков световода расположены четыре интерференционных фильтра с фотоприемниками, соединенными с электронной схемой обработки сигналов . Источники излучения включаются поочередно при помощи коммутатора. 1 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) G 01 N 21/85

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774872/25 (22) 29.12.89 (46) 29.02.92. Бюл. N - 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт аналитической техники (72) С.А.Хуршудян, С.В.Локоть, Г.А.Абзианидзе, Л.Э.Будештская и Н.В.Дашевец (53) 535.24 (088.8) (56) Абсорбционно-проточный фотометр FA3. Process Engineering, 9 — 10, 1979, р.290, Авторское свидетельство СССР

N 1182276, кл. G 01 J 1/44, 1984. (54) МНОГОЛУЧЕВОЙ ФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к многолучевым фотометрическим анализаторам, и может быть использовано для анализа жидких и газообразных сред в

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к многолучевым фотометрическим анализаторам, и может быть использовано для анализа жидких и газообразных сред в химической, медицинской, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — обеспечение дистанционных измерений при упрощении устройства.

На чертеже представлена схема многолучевого фотометра.

Устройство содержит первый источник

1 излучения и расположенные по ходу излучения линзу 2, световод 3 с изгибом в 90:. в цилиндрической кювете 4, вторую линзу 5, ,Ж 1716403 А1 химической, медицинской, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Цель изобретения — обеспечение дистанционных измереНий при упрощении устройства. Фотометр содержит. два источника излучения разных длин волн, оптически связанных через соответствующие волоконно-оптические системы с измерительной кюветой. Волоконно-оптическая система включает световод с линзами у торцов, цилиндрическую кювету с 900-ным изгибом внутри и заполненную измерительной жидкостью. 3а цилиндрическими кюветами на продолжении взаимно перпендикулярных отрезков световода расположены четыре интерференционных фильтра с фотоприемниками, соединенны- Я ми с электронной схемой обработки сигналов. Источники излучения включаются поочередно при помощи коммутатора. 1 ил.

За цилиндрической кюветой 4 расположены интерференционные фильтры 6, 7 и фотоприемники 8, 9. За измерительной кюветой а

10 расположена третья линза 11. Другая па- О, ра фотоприемника 12 с интерференцион- р ным фильтром 13 и интерференционного фильтра 14 с фотоприемником 15 расположена на продолжении пересекающихся осей взаимно перпендикулярных отрезков световода 16, помещенного в цилиндриче- д скую кювету 17. К торцу световода 16 примыкают линза 18 и второй источник 19 излучения. Все фотоприемники соединены через блок 20 обработки электрических сигналов с синхродетектором 21, выход которого подключен к вычитающему устройству 22.

Блок 23 питания через коммутатор 24 соединен с источниками 1,19 излучения. Тактовый

1716403 генератор 25 соединен с коммутатором 24 и синхродетектором 21.

Устройство работает следующим образом.

По команде тактового генератора 25 коммутатор 24 подключает блок 23 питания к первому источнику 1 излучения. Световой поток линзой 2 вводится в световод 3. На

90"-ном изгибе, расположенном в цилиндрической кювете 4, часть введенного излучения вытекает, проходит первый интерференционный фильтр 7 и падает на первый фотоприемник 8. Оставшееся в световоде излучение проходит световод 3, линзой 5 формируется параллельный световой поток, который проходит через измерительную кювету 10, заполненную анализируемой жидкостью или газообразной средой.

Прошедшее излучение линзой 11 вводится в световод 16. Это излучение выводится на изгибе цилиндрической кюветы 17. Цилиндрические кюветы 4 и 17 заполнены иммерсионной жидкостью, что обеспечивает выход излучения. Вытекающее на изгибе в кювете 17 регистрируется с помощью четвертого интерференционного фильтра 14 и фотоприемника 15. Сигналы с фотоприемников поступают в блок обработки электрических сигналов 20, где формируется сигнал

V> =- ig —, U4 где U> и U4 — электрические сигналы первого

8 и четвертого 15 фотоприемников.

Сигналы U> и U4 фотоприемников определяются выражениями:

01 = I a (Л ) Ka ts (Л1 -К4 а (Лз );

U4 = (1 К ) ((A1 ) a C — ь (л1 1Сх К2 у4(Л1)

Кф4 (л1 ), где I<(Л ) — интенсивность излучения, введенного в световод 3;

K> — коэффициент, характеризующий выход излучения на изгибе в цилиндрической кювете 4; т (Л ); тд(Л ) — коэффициенты пропускания первого фильтра 7 и четвертого фильтра

14;

Кф (Л ): Кф4 (k) ) — коэффи циент и реобразования фотоприемников 8 и 15; а — коэффициент, характеризующий потери в световодах и между ними;

Kz — коэффициент, характеризующий выход излучения на изгибе в цилиндрической кювете 17; о P<) — молярный коэффициент поглощения;

I — оптическая база кюветы 10, Сх — определяемая концентрация;

it> — длина волны света первого источника 1 излучения.

Сигнал V> поступает в синхродетектор

21. После этого коммутатор 24 подключает блок 23 питания к второму источнику 19 излучения, световой поток которого длины

5 волны Лг вводится в световод 16. Прохождение излучения аналогичное описанному.

При этом на выходах фотоприемников формируются сигналы 0з и Uz, которые поступают в блок 20, где формируется сигнал

10 отношения

Ua

Vz= 19 —, Uz который поступает в синхродетектор 21. По сигналу тактового генератора сигналы V> и

Vz из синхродетектора поступают в вычитающее устройство 22, в котором определяется результат измерения

С = А(Ч1 — Ч2 B), где А — градуировочный коэффициент;

 — коэффициент смещения.

Длина волны ilz выбирается из условия отсутствия поглощения анализируемой пробой, Коэффициент смещения В устанавливается при введении в кювету 10 нулевой пробы, Использование многолучевого фотометра позволяет проводить дистанционные измерения как внутри лаборатории (когда измерительная кювета с токсичной жидкостью находится в вытяжном шкафу), так и в промышленных условиях (расстояние 100 м и более), например измерение в радиоактивных участках, в пожароопасных местах без специальной защиты прибора. Световые волокна одновременно используются в качестве делителя пучка излучения, что при обеспечении возможности дистанционных измерений упрощает устройство, Формула изобретения

40 Многолучевой фотометр, содержащий два источника излучения, соединенные через коммутатор с блоком питания, измерительную кювету с окнами, четыре фотоприемника, попарно установленных на

45 взаимно перпендикулярных осях по ходу излучения, с расположенными перед ними интерференционными фильтрами, соединенные через блок обработки электрических сигналов с .синхродетектором, подключенным к вычитающему устройству, а также тактовый генератор, соединенный с соответствующими входами коммутатора и синхродетектора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения дистанционных измерений при упрощении устройства, в него введены две волоконно-оптические системы, каждая из которых включает световод с линзами у торцов, цилиндрическую кювету с 90 -ным изгибом световода внутри и за1716403

Составитель С.Голубев

Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор М.Келемеш

Заказ 608 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 полненную иммерсионной жидкостью, ко- измерительной кюветы, при этом цилиндриторые оптически связаны с соответствую- ческиекюветыустановленыпередфотоприщими источником излучения и окном емниками.