Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и числа частиц в отобранной пробе жидкости

 

Сущность изобретения: устройство содержит компаратор, триггер, ключ и интегрирующую RC-цепь, формирующие сигнал о прекращении анализа в момент прохождения мениска. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 и 15/02

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) « . «g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938785/25 (22) 27.05,91 (46) 30.06.93, Бюл, М 24 (71) Самарский авиационный институт им, акад. С,П. Королева (72) Л.М. Логвинов, А,Ф. Воронов и К.М, Файн (56) Рекламный проспект на приборы контроля жидкости ПКЖ, Рекламный проспект на анализатор механических примесей ФС-151.

Предполагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа дисперсных сред.

Цель изобретения — повышение точности измерения числа частиц в отобранной пробе жидкости, На фиг. 1 представлена функциональная схема заявляемого устройства; на фиг, 2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник освещения 1, пробоэаборный стакан 2 с нанесенной на его поверхности риской 3, измерительный канал 4, фотоприемник 5, соединенный с усилителем 6, выход которого подключен ко входу компарагора 7 и к первому входу многоканального амплитудного анализатора 8. Выход компаратора 7 подключен к управляющему входу ключа 9, параллельно выходу которого подключена емкость 10, входящая в RC-цепь, выход ключа соединен со входом триггера 11 и через резистор 12, входящий в RC-цепь, с источником питания 13, выход триггера 11 под. Й2 1824540 А1 (54) ФОТОЭЛ Е КТРИЧ ЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ЧИСЛА

ЧАСТИЦ В ОТОБРАННОЙ ПРОБЕ ЖИДКОСТИ (57) Сущность изобретения: устройство содержит компаратор, триггер, ключ и интегрирующую RC-цепь, формирующие сигнал о прекращении анализа в момент прохождения мениска. 2 ил. ключен к запрещающему входу многоканального амплитудного анализатора 8. К выходу многоканального амплитудного анализатора 8 подключены входы канальных счетчиков 14.

Пересечение пучка света от источник освещения 1 и измерительного канала 4 образует чувствительный объем 15.

Устройство работает следующим образом, В пробозаборный стакан 2 наливают анализируемую жидкость до уровня выше риски 3. По мере истечения жидкости через измерительный канал 4 уровень жидкости опускается. Оператор следит за уровнем жидкости и при совпадении его с риской 3 включает прибор. При этом пучок света от источника освещения 1 освещает чувствительный объем 15. При прохождении жидкости через чувствительный объем 15 фотоприемник 5 регистрирует находящиеся в жидкости частицы и вырабатывает импульсы, амплитуды которых соответствуют размерам частиц. Эти импульсы усиливаются усилителем 6 и поступают на вход многока1824540 нального амплитудного анализатора 8 для анализа и далее — в канальные счетчики 14 для счета, Триггер 11 срабатывает на задний фронт сигнала (т.е, анализ и счет импульсов осуществляются по заднему фронту сигна- 5 ла), а компаратор 7 срабатывает на передний фронт сигнала.

Пороговое напряжение компаратора 7, подаваемое на его вход от источника опорного напряжения 16, выбирается таким, что- 10 бы оно было в 1,5-2 раза больше величины сигнала, соответствующего частице размером 200 мкм. Постоянная времени t интегрирующей RC-цепи выбрана из условия.

t (2-3) t max, 15 где tamax максимальная длительность импульсного сигнала от анализируемых частиц, совюеетствующая частицам максимального размера, определяемого диаметром измерительного канала.

Когда через чувствительный объем .15 проходят мелкие частицы, амплитуды соответствующих импульсов не превышают напряжение срабатывания компаратора 7 0к (фиг. 2 ° а), на выходе компаратора 7 будет 0 25 (фиг. 2.б), ключ 9 открыт, емкость 10 разряжена(фиг, 2, в).

Когда в чувствительный обьем 15 попадает крупная частица, амплитуда Соответствующего ей импульса превышает порог 30 срабатывания компаратора 7 Up (фиг. 2, а). на выходе компаратора 7 появляется отрицательный сигнал (фиг, 2,б). ключ 9 закрывается на время прохождения частицы через чувствительный объем 15, При этом от источника питания 13 емкость 10 заряжается через резистор 12. Но поскольку время прохождения частицы через чувствительный объем 15, и следовательно, время, в течение которого ключ 9 закрыт и емкость 10 заря- 40 жается, мало, то максимальное напряжение, до которого зарядится емкость 10, тоже мало и недостигает порога срабатывания триггера 11 От (фиг. 2, в), Таким образом, при прохождении через 45 чувствительный объем 15 крупной частицы (диаметром более 200 мкм) анализ пробы жидкости не прекращается.

По окончании пробы жидкости через чувствительный обьем 15 проходит граница воздух-жидкость (мениск). При этом на выходе фотоприемника 5 появляется сигнал, превышающий порог срабатывания компаратора 7 0к в течение длительного времени (фиг, 2, а), в результате чего напряжение на емкости 10 успевает возрасти до значения, превышающего порог срабатывания триггера 11 UT (фиг.2,в), Триггер 11 срабатывает, На запрещающий вход многоканального амплитудного анализатора 8 поступает запрещающий сигнал. Анализ жидкости прекращается (фиг, 2.г), Форма сигнала от дениска (фиг, 2,а) объясняется тем, что прозрачность измерительного канала 4 меняется скачком, Такйм образом, устройство автоматически прекращает анализ по окончании пробы жидкости (в момент прохождения мениска через чувствительный объем 15).

Счетчики 14 не сосчитывают сигнал от мениска, поскольку многоканальный амплитудный анализатор 8 выдает сигнал на запуск счетчиков 14 во время заднего фронта импульса, а компаратор 7 срабатывает на передний фронт сигнала.

В ОНИЛ-16 при КуАИ проведены экспериментальные исследования заявляемого устройства в составе анализаторов загрязнения жидкости типа АЗЖ, Самая большая длительность импульсов от частиц составляла 2 мс.

Исследования показали, что по сравнению с устройствами аналогичного назначения (прототипом) заявляемое устройство обеспечивает большую точность измерения числа частиц (примерно на 207) благодаря тому, что анализ автоматически прекращается по окончании пробы жидкости, и следовательно, благодаря тому, что отпадает необходимость в "запасе" жидкости (сверх объема пробы 100 смз), обуславливающем погрешность измерения числа частиц.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и числа частиц в отобранной пробе жидкости, содержащее пробозаборный стакан, источник освещения, измерительный канал, фотоприемник, соединенный через усилитель с многоканальным амплитудным анализатором, канальные счетчики, подключенные к выходу многоканального амплитудного анализатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения числа частиц в отобранной пробе жидкости, устройство дополнительно содержит компаратор, срабатывающий на передний фронт сигнала, триггер, срабатывающий на задний фронт сигнала, ключ и интегрирующую

RC-цепь, а многоканальный амплитудный анализатор дополнительно снабжен запрещающим входом, причем вход компаратора соединен с выходом усилителя, выход компаратора подключен к управляющему входу ключа, параллельно выходу которого подключена емкость, входящая в

ВС-цепь, выход ключа соединен с входом триггера и через резистор, входящий в RCцепь, с источником питания, выход триггера

1824540

V(E

Составитель Л.Логвинов

Техред М,Моргентал Корректор М.Ткач

Редактор Н.Коляда

Заказ 2221 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.Гвгвринв, 101 подключен к запрещающему входу анализатора, а постоянная времени T èíòåãðèðóþщий RC-цепи определена из условия е 2 (2-3)ту1рдакс ГдЕ зимакс — МаКСИМаЛЬНая длительность импульсного сигнала от анализируемых частиц, соответствующая частицам максимального размера, определяемого диаметром измерительного канала.