Способ и устройство измерения фоновой мутности жидкости

Авторы патента:

G01N21/85 - исследование потоков текучих сред или гранулированных твердых материалов

Владельцы патента RU 2504755:

Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения параметров взвеси в жидкости. Способ определения фоновой мутности заключается в выделении частицы заданных размеров, с помощью фильтра, для чего применяют гравитационное разделение частиц взвеси в ламинарном потоке жидкости с заданной стабилизированной скоростью ее движения. При этом устройство для определения фоновой мутности содержит фильтр с заданным размером ячеек, а так же последовательно соединенные успокоитель турбулентности, камеру гравитационного разделения взвеси, систему измерения параметров фоновой взвеси, насос и систему стабилизации скорости прокачки воды.

Техническим результатом является повышение точности и надежности измерений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения параметров взвеси в жидкости. Устройство может быть использовано для измерений в экспериментальной океанологии.

Известен способ определения фоновой мутности воды, заключающийся в выделении с помощью фильтра частиц взвеси с заданными размерами и определения мутности выделенной взвеси. [1] К недостаткам такого метода измерений можно отнести отсутствие информации о зависимости времени оседания от материала и размеров частиц в конкретном месте проведения исследований, в связи с чем выбор размера ячеек фильтра для выделения частиц, создающих фоновую мутность, базируется на основе некоторых усредненных зависимостей. Состав и размеры частиц могут изменяться в процессе проведения измерений в зависимости от многих факторов (например, от распределения фракционного состава, размываемого в конкретный момент времени слоя грунта). В таком случае даже при проведении отдельного контроля зависимости времени оседания от размера и материала частиц невозможно обеспечить их соответствие условиям конкретных измерений.

Известна модель датчика фоновой мутности, содержащая фильтр с заданным размером ячеек. К недостаткам такого датчика следует отнести выделение фильтром фракции частиц с размером, меньшим размера отверстий фильтра, тогда как размеры частиц реальной взвеси и их свойства могут отличаться от параметров частиц взвеси, принятых при выборе фильтра. Это приводит к систематической ошибке измерений (1). Недостатком известного решения также является быстрая засоряемость фильтра в условиях высокой концентрации взвеси в зоне обрушения волн и, как следствие, увеличение ошибки измерений.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и надежности измерений. Поставленная цель в способе достигается тем, что применяют гравитационное разделение частиц взвеси. Поставленная цель в устройстве достигается тем, что в него введены последовательно соединенные успокоитель турбулентности, камера гравитационного разделения взвеси, система измерения параметров фоновой взвеси, насос и система стабилизации скорости прокачки воды.

Возможность реализации.

На чертеже - фиг.1 показано устройство для измерения фоновой мутности жидкости, которое и реализует предлагаемый способ. Оно содержит: устройство отделения крупных фрагментов взвеси 1, успокоитель турбулентности 2, устройство гравитационного разделения взвеси 3, систему измерения фоновой мутности 4, насос 5, систему стабилизации скорости прокачки жидкости 6. Устройство создания высокого динамического сопротивления 7.

Устройство работает следующим образом:

Забор жидкости осуществляется через фильтр крупных фрагментов взвеси - 1. Площадь фильтра выбирается из условия отсутствия прилипания фрагментов взвеси при заданной скорости забора жидкости. Далее поток жидкости поступает на вход успокоителя турбулентности 2, представляющий собой набор тонких параллельных каналов. Длина каналов и их сечение выбираются из условия гарантированного успокоения турбулентности жидкости. Направление выходных осей каналов выбирается таким образом, чтобы обеспечить вращение жидкости в устройстве гравитационного разделения. При этом, крупные частицы взвеси центробежной силой будут перемещаться к стенкам устройства гравитационного разделения. За счет более низкой скорости движения жидкости у стенок осуществляется сброс крупных частиц через устройства 2 и 1 обратно во внешнюю среду.

С выхода успокоителя жидкость поступает в устройство гравитационного разделения взвеси 3, где под действием силы тяжести происходит естественное оседание частиц взвеси. Скорость движения жидкости в устройстве гравитационного разделения выбирается достаточно малой с тем, чтобы обеспечить условия осаждения частиц с параметрами, близкими к условиям осаждения в стоячей жидкости. Из устройства гравитационного разделения жидкость поступает в измерительное устройство 4, проводящее измерение фоновой мутности жидкости. Сигнал на его выходе пропорционален степени мутности жидкости. С выхода измерителя мутности жидкость поступает на насос 5, управляемый системой стабилизации скорости прокачки жидкости 6. С выхода насоса жидкость поступает на устройство создания высокого динамического сопротивления 7, представляющее собой диафрагму малого сечения, защищающее датчик от увеличения скорости протекания жидкости в случае воздействия на датчик крупных вихрей жидкости.

Источники информации

1. Динамические процессы береговой зоны моря под редакцией доктора географических наук Р.Д. Косьяна (ЮО ИО РАН), кандидата технических наук И.С. Подымова (ЮО ИО РАН), кандидата физ. - мат. наук Н.В. Пыхова (ИО РАН). «Научный мир». М. 326 с.

1. Способ определения фоновой мутности, заключающийся в выделении частиц заданных размеров с помощью фильтра, отличающийся тем, что применяют гравитационное разделение частиц взвеси в ламинарном потоке жидкости с заданной стабилизированной скоростью ее движения.

2. Устройство для определения фоновой мутности, содержащее фильтр с заданным размером ячеек, отличающееся тем, что в устройство введены последовательно соединенные успокоитель турбулентности, камера гравитационного разделения взвеси, система измерения параметров фоновой взвеси, насос и система стабилизации скорости прокачки воды.

Изобретение относится к анализу свойств свертывания молока и заключается в способе сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемых свойств коагуляции.

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету // 2495398

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к переработке сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, строительной, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Способ и устройство для анализа и разделения зерна // 2492453

Способ определения степени гомогенизации гетерогенных смесей по оптолептической информации об их поверхности // 2489705

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической промышленности при анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов.

Способ определения качества смешивания сыпучих материалов // 2487340

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам анализа качества смеси сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты.

Устройство для определения высоты слоя вещества // 2478191

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Спектрометрическое устройство для анализа текучей среды // 2473058

Изобретение относится к спектрометрии. .

Устройство для моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе // 2472602

Изобретение относится к металлургии. .

Способ моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе // 2472601

Изобретение относится к металлургии. .

Способ и устройство калибровки датчиков мутности // 2469297

Система и способ охарактеризовывания размолотого материала в размольной установке // 2510502

Группа изобретений относится к системе и к способу охарактеризовывания частиц в потоке продуктов помола зерна в установке для его помола, где охарактеризовывание включает в себя охарактеризовывание частиц зерна по размеру. В системе и способе охарактеризовывания размолотого материала в размольной установке используются участок облучения для пропуска части потока размолотого материала, содержащий средство облучения частиц в части потока электромагнитным излучением, и участок регистрации для пропуска, содержащий средство регистрации электромагнитного излучения, излучаемого частицами части потока размолотого материала, пропущенной через участок облучения. Средство регистрации содержит отображающую систему и датчик цветного изображения для отображения на нем частиц посредством излученного ими электромагнитного излучения. Датчик цветного изображения содержит элементы изображения для спектрально-избирательной регистрации отображенного на них электромагнитного излучения. Участок регистрации содержит светящееся средство или выполненное и расположенное с возможностью регистрации частиц размолотого материала с помощью комбинации проходящего и падающего света. Изобретения обеспечивают повышение скорости и точности регистрации свойств потока продукта помола. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство (варианты), способ измерения сыпучих продуктов и применение устройства для измерения сыпучих материалов // 2522127

Изобретение относится к устройству и к способу для экономичного inline-измерения методом ближней инфракрасной спектроскопии, в частности, для экономичного inline-измерения методом ближней инфракрасной спектроскопии ингредиентов, качественных параметров или в целом свойств зерен злаков и проч., а также их составляющих в потоках продукта (3) в мукомольных производствах или на комбикормовых заводах. Посредством, по меньшей мере, одного измерительного зонда (1) в предпочтительном варианте от свободно протекающего в проточной трубе продукта (3) принимаются спектры отражения, которые передаются на пространственно отделенное от него устройство (2) обработки данных со встроенным спектрометром (12). Определенные устройством (2) обработки данных измеренные значения передаются на блок (24) управления или на систему (22) управления и могут быть использованы там для мониторинга и/или регулировки процессов или установок. Технический результат - за счет простого предъявления продукта, а также многократного использования устройства обработки данных расходы из расчета на одно место измерения по сравнению с использованными до настоящего времени системами для измерения методом ближней инфракрасной спектроскопии, существенно снижаются. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов // 2525662

Изобретение относится к способам контроля параметров печатной бумаги. Способ определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов основан на регистрации относительных световых потоков, отраженных образцом бумаги, который сначала размещают на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, и последующем расчете показателей прозрачности бумаги. После регистрации относительные световые потоки последовательно преобразуют в последовательность электрических сигналов с формированием электронных образов исследуемого материала, представляющих собой таблицы значений коэффициентов отражения света в N равномерно распределенных вдоль строки точках, размещенного сначала на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, а после преобразований относительных световых потоков определяют коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке, и коэффициент отражения материалом на зеркале в N равномерно распределенных вдоль строки точках, а о макронеоднородности исследуемого материала судят по величине стандартного отклонения прозрачности. Технический результат - повышение качества контроля прозрачности за счет выявления макронеоднородностей печатной бумаги. 3 ил.

Датчик с переменной длиной пути // 2532585

Изобретение относится к датчикам с переменной длиной пути для оптического анализа материала на месте. Предоставляется датчик, имеющий головку датчика, в которой образовано отверстие для приема образца, подлежащего анализу. Головка содержит пару оптических интерфейсов, каждый из которых расположен на соответствующей противолежащей внутренней поверхности отверстия, чтобы ограничивать путь для светового излучения через отверстие. По меньшей мере один из пары оптических интерфейсов содержит элемент, пропускающий световое излучение в интересующей области (областях) длин волн, и размещен для того, чтобы позволять световому излучению перемещаться между внутренней частью головки датчика и отверстием. Датчик также содержит подвижную диафрагму, в которой один из пары оптических интерфейсов расположен для перемещения с ее помощью, и привод размещен в головке датчика и в оперативном соединении с диафрагмой, чтобы управлять ее перемещением для изменения длины пути для светового излучения. Технический результат - уменьшение отрицательных воздействий отражения между интерфейсами, а также получение более количественных и качественных показателей образца. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ оценки степени обогатимости минерального сырья оптическим методом и устройство для его реализации // 2540489

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предварительной оценки обогатимости руд твердых полезных ископаемых и определения параметров их селекции. Согласно способу определяют полезность и зоны различения каждого минерального объекта из партии образцов. Формируют цветные изображения, по меньшей мере, двух сторон каждого минерального объекта и определяют их суммарную площадь и суммарную площадь изображений всех сторон минеральных объектов, признанных полезными. Преобразуют исходные RGB массивы в цветовые пространства HLS и Yuv с сохранением исходных RGB массивов. Осуществляют цветокоррекцию каждого из девяти исходных массивов, получая при этом совокупность откорректированных RGB, HLS, Yuv массивов. Для каждого минерального объекта определяют их технологические параметры и производят оценку степени обогатимости. Технический результат - повышение оперативности, достоверности и точности измерений. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения качества гомогенизации гетерогенных смесей // 2544290

Изобретение относится к области определения качества гомогенизации многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности при получении и анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов. В способе перед гомогенизацией в гетерогенную смесь вводят люмоген, затем осуществляют дистанционное сканирование поверхности смеси, сопровождающееся подсветкой поверхности смеси, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цифровых моделей и вычисление энтропии только того оптолептического слоя, в котором спектр излучения люмогена представлен максимально, и по ее значению определяют степень однородности перемешиваемой гетерогенной смеси. Изобретение обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гетерогенной композиции, возможность его применения в условиях запыленности, неровной поверхности или подвижности смеси и автоматизацию процесса определения качества гомогенизации. 4 ил., 2 табл.

Гибкий контейнер для образца // 2557603

Группа изобретений относится к системе для удержания образца текучего вещества при проведении измерения и способу подачи образца текучего вещества в оптический сканирующий аппарат. Система содержит прозрачную гибкую трубку для удержания образца текучего вещества, держатель трубки для удержания трубки, первый и второй расплющивающие элементы. При этом первый и второй расплющивающие элементы можно перемещать относительно друг друга, тем самым изменяя первое состояние прозрачной гибкой трубки на второе состояние, где по меньшей мере первый размер в поперечном сечении трубки меньше во втором состоянии, чем в первом состоянии. Система дополнительно содержит оптический сканирующий аппарат, содержащий устройство регистрации изображений для получения изображений образца текучего вещества, содержащегося в гибкой трубке. Заявленная группа изобретений позволяет обеспечить более простой и качественный анализ образца текучего вещества. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ разделения минерального сырья оптическим методом // 2560744

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам разделения минерального сырья оптическим методом. Согласно способу получают цифровое RGB-изображение объекта и преобразуют его в пространство HLS. Как минимум для одного из каналов пространства HLS находят соотношение количества элементов, попадающих в заданный диапазон по цветовой координате, к общему количеству элементов в канале, относящихся к объекту. Минеральное сырье разделяют сравнением полученного соотношения с заданным критерием. При этом дополнительно осуществляют преобразование HLS-изображений в область пространственных частот и производят разделение минерального сырья на основании сравнения полученных спектров мощности со спектрами мощности эталонных объектов. Технический результат - повышение эффективности сортировки минерального сырья. 4 ил.

Способ определения степени гомогенизации многокомпонентных гетерогенных смесей // 2564455

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в химической, фармацевтической, лакокрасочной и других отраслях промышленности при получении и анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов. Способ включает дистанционное сканирование поверхности смеси, сопровождающееся подсветкой поверхности смеси поочередно источниками света с разной длиной волны, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цифровых моделей и вычисление энтропии оптолептической информации. О степени гомогенизации смеси судят по энтропии оптолептической информации, полученной при подсветке источником света с таким спектром излучения, при котором изменение энтропии оптолептической информации будет выражено максимально. Изобретение обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гомогенизируемой гетерогенной композиции. 1 табл.

Способ определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов // 2607400

Изобретение относится к области лабораторных исследований процессов смешения различных сыпучих материалов в химической промышленности, в промышленном производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности. Определяют коэффициент неоднородности полидисперсной смеси сыпучих материалов в смесителе барабанного типа. Производят деление смеси сыпучего материала в смесителе поперечными сечениями на равные по толщине участки отбора проб. Устанавливают съемные пластины на границе каждого участка. Отбирают пробы равных объемов смеси из идентичных точек каждого выделенного участка по всей его толщине с помощью пробоотборников. Пробоотборники состоят из капсул с подвижными поршнями и вставлены в отверстия в съемном пробоотборном диске. Коэффициент неоднородности смеси вычисляют для каждой точки отбора, в среднем по каждому сечению и в среднем по смесителю в целом, по формуле: ,где - среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента в пробах, %; ci - значение концентрации ключевого компонента в i-й пробе, %; n - число проанализированных проб. Обеспечивается увеличение точности определения коэффициента неоднородности смеси. 6 ил.