Патент ссср 416596

 

416596

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельств» М

М. Кл, О 01п 21/24

Заявлено 07.l.1972 (№ 1736425, 26-25) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликов»но 25.11,1974. Бюллетень ¹ 7 ,11»та опубликования описания 18Л 11.1974

Государственный комитет

Совета 1йинистров СССР ро делам изобретений и открытий

УДК 535.8(088.8) Авторы изобретения А. И. Оболенский, Р Я. Гофман, М. Я. Каабак, В. П. Румянцев, В. Г. Траут и А, A. Штейн

Заявитель — rг

НЕФЕЛОМЕТР является повышение

Изобретение относится к оптическим измерениям и может быть использовано в установках, в которых необходимо контролировать концентрацию рассеивающих примесей в оптически прозрачных средах. В частности, его можно применять для непрерывного контроля загрязнения различных жидкостей и газов (например воды и атмосферы) и коэффициента рассеяния технологических смесей в химических производствах.

Известны нефелометры, работа которых основана на сравнении двух световых потоков— рассеянного измеряемой средой и сравнительного.

В нефелометрии всегда имеют дело с гетерогенными средами, представляющими собой взвесь рассеивающих свет частиц в жидком или газообразном растворителе. Однако при этом невозможно избежать выпадения осадков на стенках измерительной камеры, которое может неодинаково загрязнять оптические окна. Неодинаковое загрязнение окон измерительной камеры является одной из наиболее существенных причин, влияющих на точность измерений.

Обычно компенсация погрешностей связана с необходимостью отключения прибора, чисткой окон измерительной камеры, регулировкой отдельных элементов и т. п.

Целью изобретеняи точности измерения.

Для этого оси оптических кана loB возбуждающего и рассеянного потоков выполнены

5 пересекающимися с осью оптического каналы потока сравнения в плоскостях входного и выходного окон кюветы и расположены под углами, равными и противоположными к плоскостям последних. Для случая поглощающих

10 сред, с целью исключения зависимости результата измерений от коэффициент» поглощения растворителя, зеркало оптической системы нсфелометра, направляющее сравнительный световой поток в измерительную камеру, 15 выполнено в виде кюветы с отражающим дном, заполненной отфильтрованным от рассеигао

nllIx частиц р»створителем, 1ТО прн соответствующей геометрии кюветы позволяет выровнять оптический путь света в измерительной

20 камере от входного окна до выходного в возбуждающем и рассеянном световом потоке и оптический путь сравшпельного светового потока в кювете и измерительной камере.

На чертеже приведена блок-схема нефело25 метра.

Нефелометр содержит источник свет» 1, конденсатор 2, диафрагму 3, объектив 4, светоделитель 5, модулятор 6, зеркало с кюветой 7, измерительную камеру 8 с входным окном 9, ЗО выходным окном 10 и светоловушкой 11, зер116596 кало 12, фотоприемник 13, усилитель 14, компенсатор с сервоприводом 15, регнстриру.ющпй прибор 16.

Для случая измерения поглоща!ощих сред предусмотрены филь < р механическ Ix примесей 17, сообща!ощийся с зсрк»,1!Ом, выполненI!»!i! в ви;Iñ кюветы 7, и линней <)Сбора прn()û

18 через «еппиль 17, и быйн»сн ;! лш(ня с

Вентилем 20.

Нсфелометр раб(краст слсдующн.,l Oi)p»B(.,i.

Свет от нсточн!!к!1 1 проходи, систему формирования светового пучка, состоящую нз копденсора 2, диафрагмы 3 и о(п-сктива 4.

Далее пучок света раздслilcтся свстодслп I Cлем 5 на свет oBbl0 потоки. С«стo«ol! Пу и) ( возбуждающего потока проходит 110 (у.!)пор 6, входное Окно 9 измерительной камеры 8., частично рассеивается средой, заполншощен измерительную камеру, и попадает в светоловушку 11. Рассеянный световой поток, выйдя из окна 10, попадает на фотоприемник (3.

Световой пучок сравнительного потока от светоделителя 5 попадает через компенс»тор 15 па зеркало с кюветой 7, отразившись от зеркала, проходит модуляпгор 6, входнос окно 9, измерительную камеру 8, Bhixnpiioc окно 10 и, отразившись от зеркала 12, поныд»ет на фотоприемник 13. Модулятор 6 модулирует возбуждающий и сравнительный световые потоки в противофазе, благодаря чoìó с выхода усилителя 14, усиливающего переменную составляющую сигнала с фогопрпемника 3, снимается сигнал, Elpo(!op lLHOil-..ëû1»I!I разности интенсивностей рассеянного и сравнительного световых потоков.

В нефелометре использован нулевой мс-од изме1)ения, поэтому компснсатор 15 iipH Ei»i !Cнении рассеянного потока изменяет срагнительный поток так, чтобы перемс!шая составляющая сигнала с фотоприемника была равна нулю. Поло>кение компенсатора определяется рассеивающей спосооностыо среды н фиксируется регистриру!Огни!(! при(юром 16.

Можно показать, что поло>кение I(nilLIIclic iтора будет зависеть только От р»сссll«»ioli!сй способности ынылизирусмой среды. 1(нтенсн«ность рассеянного свет», воздействун>щего !i:i

QOTOEIpH0MIIHI(, можно заПИС» 1» В «1!де

1р — о р" г"2 р Р ) (1) где 1<) — интенсивность света ис<очника, (гр — коэффициент ослабления при прохождении света, o<)p»Bó!OIILCI п р lсСЕЯП!1Ый СВС10«011 ПОТОК, ОТ НС10 Illiка к прие>шику, пс учип.!ваю!ций Ucлабления на окнах измерител»1!Ой камеры и за с !ст рассс,щия, сг), .1 — коэффициенты прозрачности, соответственно, входного и выходного окон измерительной камеры, f< (Л1) -- функция, зависящая только от кон5 i.åíòð»öèè Л(рассеивающих частиц

«;) 1;1лизнруемой среде.

В с«010 n Iñ()(,ч», ипт Iicli«1 lncTh ср>lвнитс, ih-!

u го с«ст< «ого 1!OIO«;I il;l фотоприемнике буЛB I

У, J,k,i, üI7), (Л ), (2) где )г,. — - Коэффициент ослаблеш(я сравнител»ного c«BToBQI потока, не зависяЩпй ОТ Р>IСССЯ1!И1! И IIРОЗРЫЧПОС I И

ОКОП 1!змср>1 1елы О!1 камеры, () — ос„ !»б !ен!1е, Вводимое комис«с»тором, а), сг — те >ке коэф(рициенты, в силу особенности констру кции, что и Б Выражении (1), (,. (!V) --- ослабление за счет рассеяния, зависящее 1олько 0Т концентрации рассеивающих час Hli, в»нализируемой среде.

Коэ(рфи(исн!ы lг„и /г„. выра«пива!отся нри

25 ныстроике прибора, а в случае поглощающих раствори (елей их равенство поддерживается за счет прохождения сравнительного светового потока через кювету 7.

Так кык при измерениях компенсатор выравнивает (р и I<;, то положение компенсаторы является функцией только рассеивающей снособш)сти среды и поэтому может служить ее мерой. ДСЙС!Ви!ел»но, из (1) и (2) при уче35 ,+р (cV)

f<: (+)

Таким о оразом, прибор, регистрирующий ослабление вводимое компенсатором, будет

40 одновременно регистрировать изменения рассеивающей способносги анализируемой среды. (1 р с д м с з II 3 О О p c 1 с и 1I 11

45 11сфсломстр, содср>кащий нзмсрптсльну о

К10«СТУ СО «. (O, II »15! 11 В»1 ХО Ч ПЫ:)! ОКН 1!МИ И Olln!чсские спс! емы, формирующие опп!ческие каналы возбу>кдаюп(его, рассеянного н сравпитсл»!!01 c«con«1 потоков, о т»1ч à in50 III,HHC)I сти измерения, оси оптических каналов возбуждающего и рассеян,(ого потоков выполнены пересек» lощимися с Осью оптического ка. нал» ноток» сра)нс!Игя в плоскoc! !ix входного

55 и выходного окон к!Ове!ы и р»сположены под углами, равными и противоположными к плоcкост):и последних.

416596

Составитель А. Иеломова

Текред А. 1,амышнпков» Koppc"êòîð Т. Добровольская

Редактор А, Зиньковский

Типография, пр. Сапу: ова, 2

Зака" 1721/3 Изд. М 593 Тира>к 551 Под1шс ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрете.ш;. и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская аб., д. 4/5