Способ определения концентрации многокомпонентных растворов

 

Изобретение относится к области контроля технологических параметров многокомпонентных растворов, а именно концентрации растворов. Сущность: измеряют значения показателей преломления n1 и n2 образца исследуемого вещества на длинах волн 1 и 2 соответственно, а также дополнительно измеряют значения показателей преломления n'1 и n'2 для тех же длин волн в веществе, близком к исследуемому по составу, но не содержащему определяемый компонент, затем определяют разность n1 = |n2-n1| и среднее значение разности находят соотношение по значению которого определяют искомую концентрацию. Техническим результатом является возможность избирательно определять концентрации многокомпонентных растворов с необходимой степенью точности, не изменяя параметры самих растворов. 2 ил.

Изобретение относится к области контроля технологических параметров многокомпонентных растворов, а именно концентрации растворов, и может быть использовано для измерения концентрации растворенных веществ в технологических аппаратах гидрометаллургического, химического и других производств.

Известен способ измерения концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты, заключающийся в том, что при его осуществлении регистрируют отраженный от контролируемой среды световой поток и световой поток, прошедший через контролируемую среду, при этом среду перемешивают и нагревают до полного растворения аскорбиновой кислоты, регистрируют экстремум от суммарного сигнала, равного сумме отраженного от контролируемой среды и прошедшего через контролируемую среду световых потоков, и по температуре, соответствующей экстремуму, определяют концентрацию раствора (RU 2006838, G 01 N 21/85, опубл. 30.01.94).

Недостатком этого способа является то, что необходимы измерения многих параметров, что снижает его точность, а также метод сложен для использования.

Известен рефрактометр, реализующий способ определения концентрации раствора путем погружения измерительной части изогнутого световода в контролируемую среду, пропускания через световод светового пучка, регистрации прошедшего светового пучка фотоприемником, определения коэффициента пропускания световода и идентификации полученного значения для концентрации раствора (а.с. СССР 518703, G 01 N 21/46, опубл. 25.06.76).

Недостатками этого способа является возможность совпадения результатов измерений концентраций разных компонент исследуемого раствора в случае совпадения их дисперсионных зависимостей и недоопределенность системы уравнений, необходимых для идентификации параметров без изменения параметров многокомпонентных растворов, т.е. способ не обладает необходимой избирательностью, а следовательно, не является точным.

Задачей изобретения является создание способа определения концентрации компонентов раствора, в котором вследствие усреднения возможных вариаций относительного состава неопределяемых компонентов в исследуемом веществе увеличивается точность и, следовательно, чувствительность измерений, а путем учета дисперсии близкого по составу вещества, не содержащего определяемый компонент, достигают большей чувствительности метода измерений относительно состава неопределяемых компонентов.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в способе определения концентрации компонентов многокомпонентных растворов путем рефрактометрического измерения показателя преломления n1 образца исследуемого вещества на длине волны 1 и последующего нахождения концентрации определяемого компонента, при этом дополнительно измеряют значение показателя преломления n2 образца исследуемого вещества на длине волны 2, а также дополнительно измеряют значения показателей преломления n'1 и n'2 для тех же длин волн в веществе, близком к исследуемому по составу, но не содержащем определяемый компонент, затем определяют разность n1 = |n2-n1| и среднее значение разности находят соотношение по значению которого определяют искомую концентрацию.

В данном случае мы оперируем на последнем этапе не только одной разностью показателей преломления n для разных длин волн а отношением разностей n1 и n2, где n1 соответствует указанной выше n1, a n2 - среднему значению измеренной дополнительно разнице показателей преломления n'1 и n2 на тех же длинах волн для веществ, близких к исследуемому по составу, но не содержащий определяемый компонент, затем определяют разности находят соотношение n1/n2, по значению которого определяют искомую концентрацию. Физически это означает, что в этом случае устраняется влияние дисперсии основы вещества на результат измерений и влияние различного характера зависимости n от температуры. При таком подходе из-за усреднения возможных вариаций относительного состава неопределяемых компонентов в исследуемом веществе увеличивается точность и, следовательно, чувствительность измерений. Отметим, что за счет учета дисперсии близкого по составу вещества, не содержащего определяемый компонент, достигается большая чувствительность метода измерений относительно состава неопределяемых компонентов.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 показана блок-схема установки, с помощью которой может быть пояснен предложенный способ, а на фиг.2 - пример зависимости изменения показаний рефрактометра для двух различных веществ на двух длинах волн.

Способ можно пояснить таким образом.

На фиг.1 показан блок управления 3, который задает частоту и скважность источника света 2, осуществляет переключение источников света с различной длиной волны, осуществляет стабилизацию интенсивности источников света, получая сигнал с контрольного фотоприемника 1; вносит поправки в индицируемый сигнал в соответствии с температурой анализируемой жидкости в соответствии с данными датчика температуры 8, который погружен в анализируемую жидкость 7. Световой поток от источника света 2 проходит по рефрактометрическому датчику 5, частично поглощаясь на переходе "датчик-жидкость", и регистрируется фотоприемником 4. При этом уровень сигнала, принимаемого фотоприемником 4, зависит от концентрации вещества в растворе 7. Сигнал от фотоприемника 4 поступает на блок индикации 6. Затем блок управления 3 изменяет длину волны источника света 2, при этом он подает на блок индикации 6 сигнал о том, какой источник света в данный момент включен, и при этом оператор снимает с блока индикации 6 показания, соответствующие данной длине волны источника света 2.

На фиг.2 доказана зависимость коэффициента преломления исследуемой среды KN от длины волны источника света 2. При изменении длины волны источника света 2, как видно из фиг. 2, коэффициенты преломления раствора и соответственно концентрации растворенных веществ могут сравняться и без изменения длины волны источника света их невозможно было бы различить.

Таким образом, по крайней мере однократное изменение длины волны источника света позволяет селективно определить концентрации компонентов многокомпонентных растворов с высокой степенью точности.

Формула изобретения

Способ определения концентрации компонентов многокомпонентных растворов путем рефрактометрического измерения показателя преломления n1 образца исследуемого вещества на длине волны 1 и последующего нахождения концентрации определяемого компонента, отличающийся тем, что дополнительно измеряют значение показателя преломления n2 образца исследуемого вещества на длине волны 2 а также дополнительно измеряют значения показателей преломления n'1 и n'2 для тех же длин волн в веществе, близком к исследуемому по составу, но не содержащему определяемый компонент, затем определяют разность n1 = |n2-n1| и среднее значение разности находят соотношение по значению которого определяют искомую концентрацию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.06.2008

Извещение опубликовано: 27.06.2010        БИ: 18/2010




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторному исследованию плазмы крови с целью диагностики степени тяжести синдрома эндогенной интоксикации (СЭИ) у детей с соматической, хирургической, инфекционной патологией, особенно в клиниках новорожденных и недоношенных

Изобретение относится к контролю качества поверхностей материалов оптическими методами, а именно к способу исследования поверхностей твердых тел, включающему формирование на плоской поверхности образца из поверхностно-активного материала однородного слоя связи толщиной, меньшей глубины проникновения поля поверхностных электромагнитных волн, возбуждаемых сколлимированным монохроматическим p-поляризованным излучением внешнего источника на границе слой связи - образец, в материал слоя связи, и регистрацию пространственного распределения интенсивности отраженного излучения фотоприемным устройством, при этом исследуемую поверхность образца ограничивают герметичным барьером высотой больше толщины слоя связи, однородный слой связи формируют путем нанесения на поверхность образца слоя жидкости, затем образец с сформированным на его поверхности жидким слоем связи помещают в жидкость, не растворимую в жидкости слоя связи, имеющую плотность меньше плотности жидкости слоя связи и показатель преломления больше действительной части эффективного показателя преломления поверхностных электромагнитных волн

Изобретение относится к области оптических систем для изучения и моделирования оптических характеристик различных объектов и фоновых ситуаций

Изобретение относится к оптическим измерениям параметров световых пучков, в частности к поляризационным измерениям углов наклона лучей в световых пучках, и может быть использовано для измерения показателя преломления в прозрачных объектах

Изобретение относится к области измерения оптических параметров веществ, в частности к угловым способам измерения показателя преломления клиновидных прозрачных объектов, и может найти применение в различных областях народного хозяйства, где необходимо знание точного значения показателя преломления оптических материалов, в частности, в химии и минералогии

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к дистанционным измерениям, и может быть использовано при проектировании лазерных информационных систем и систем доставки лазерного излучения

Изобретение относится к измерению оптических характеристик веществ и может быть использовано для оптического детектирования вещественных компонентов

Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к способам и средствам оценки детонационной стойкости автомобильных бензинов

Изобретение относится к области оптики, а именно к определению коэффициента нелинейности показателя преломления оптических сред

Изобретение относится к оптической диагностике пространственных динамических процессов, протекающих в прозрачных многофазных пористых и зернистых средах, и может быть использовано в химической и нефтяной промышленности, инженерной экологии

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при точных измерениях углов в атмосфере

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, а именно к способам и средствам измерения показателя преломления жидких и пастообразных веществ, использующим метод предельного угла, и может быть применено при создании средств измерения как оптически прозрачных, так и оптически непрозрачных жидкостей, паст, гелей, мелкодисперсных порошков и т.п

Изобретение относится к системам анализа цифровых изображений, в частности к системам представления в цифровых изображениях заслоняемых объектов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению показателя преломления жидкостей, газов, стекол и других прозрачных сред
Наверх