Фотометр

 

Союз Советскнк 1

Соцманмстнческик .

Ресттубпик

} ф !

О П И С А Н И Е « 855409

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51} М. 1 л (22) Заявлено 12.03.79 (21) 2736198/18-25 > 01 .1 1/16 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гооудоретеенный комитет

СССР (53} УДК 535.8 (088.8) Опубликовано 15.08.81 Бюллетень ¹ 30 по делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 25.08.81 (72) Автор изобретения

В. В. Бердник

Казанский научно-исследовательский технологическими, и проектный институт химико-фотографической промышленнм< п, 71 ) Зая вител ь (54) ФОТОМЕТР

Изобретение относится к фотометрическим измерениям и может быть использовано в химической промышленности для контроля замутненных технологических смесей, в частности в химико-фотографической промышленности для контроля процесса физического созревания эмульсии.

При контроле замутненных технологических смесей имеют дело с гетерогенными средствами, представляющими взвесь частиц в жидкой или газообразной среде. При этом невозможно избежать выпадения осадков на стенках измерительной камеры. 3агрязнение окон измерительной камеры является одной из наиболее существенных причин, влияющих на точность измерения.

Обычно компенсация погрешностей связана с необходимостью отключения прибора, чистки окон измерительной камеры, регулировки отдельных элементов и т. д. .Известны фотометры, в которых компенсация загрязнений окон измерительной камеры достигается тем, что оптические оси выходящих в измерительную камеру потоков излучения выполнены пересекающимися в плоскости входного окна под равными углами к плоскости этого окна, "", огi в, ходя1цего потока и потока рассеянного и:..;чения выполнены пересекающимися п нл >скости выходного окна под равными } гла ми (1).

Однако область применения таких устройств ограничена рассеивающими средами, в то время как в химически,!ромышленности приходится контроли ровать замутненные среды, слабо рассеивающие свет.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотометр для контроля жидких и газообразных сред, содержащий источник излучения, установленные по ходу излучения рабочую камеру, имеющую не менее четырех окон, систему формирования двух оптических каналов, причем оси оптических каналов выполнены пересекающими плоскость одного из окон в одной точке и под равными углами к плоскости окна, фотоприемник. систему обработки сигналов (2(.

Недостатком этого устройства является возможность влияния ошибок, обусловлен855409

ЗО

35 ных неодинаковым загрязнением окон камеры, на результат измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения и диапазона контролируемых сред за счет исключения влияния загрязнения окон измерительной камеры на результат измерения.

Для этого в фотометре, содержащем источник излучения, установленные по ходу излучения рабочую камеру, имеющую не менее четырех окон, систему формирования двух оптических каналов, причем оси оптических каналов выполнены пересекающими плоскость одного из окон в одной точке и под равными углами к плоскости окна, фотоприемник, систему обработки сигналов, оси оптических каналов с помощью оптических элементов расположенных вне рабочей камеры, выполнены пересекающими каждое из окон камеры, но в разной последовательности, причем количество пересечений с окнами в обоих каналах равны.

На чертеже приведена блок-схема фотометра.

Фотометр содержит источник коллимированного света, например лазер l систему формирования двух оптических каналов, состоящую из зеркального обтюратора

2, электродвигателя 3, зеркал 4 — 9, измерительную камеру 10 со светопропускаюшими окнами 11 — 14, фотоприемник 15, систему обработки сигналов с фотоприемника, состоящую из предусилителя 16, элемента автоматической регулировки усиления (АРУ) 17, основного усилителя 18, усилителя АРУ 19, электронного коммутатора

20, интеграторов,21, 22, блока вычитания

23, регистрирующего прибора 24, датчика опорного сигнала 25 и усилителя датчика опорного сигнала 26.

Фотометр работает следующим образом.

Свет от источника 1 зеркальным обтюратором 2, приводимым во вращение электродвигателем 3 поочередно направляется по двум каналам. В один полупериод свет зеркалами 4, 6, 7, 9 направляется через измерительную камеру 10 на фотоприемник 15. При этом свет проходит последовательно через окна 11 — 14 камеры. В следующий полупериод свет зеркальным обтюратором 2 и зеркалами 8, 5 направляется через камеру на фотоприемник 15. При этом свет проходит последовательно через окна ll — 14.

В фотоприемнике возбуждаются сигналы, представляющие собой последовательность импульсов, соответствующих свету, прошедшему по первому и второму оптическим каналам, которая усиливается предварительным усилителем 16 и через элемент АРУ 17 подается на основной усилитель 18. Далее сигналы при помощи

5 о

2О

4О

55 электронного коммутатора 20 синхронно разделяются по двум электрическим каналам, содержащим интеграторы 21 и 22. Управление коммутатором осуществляется прямоугольными импульсами, синхронными с вращением обтюратора, датчиком опорного сигнала 25, работающим в режиме срыва генерации через усилитель 26. С выхода интеграторов постоянные напряжения, пропорциональные амплитудам импульсов указанных сигналов, подаются на блок вычитания 23 и далее на регистрирующий прибор 24. Уровень сигнала в первом электрическом канале, пропорциональный интенсивности света, прошедшего через первый оптический канал, поддерживается постоянным с помощью АРУ 17 и усилителя 19.

Благодаря этому, разность указанных сигналов становится пропорциональной отношению сигналов.

U=А(1 — -- ), (1) где U — показания регистрирующего прибора 24; J1 — интенсивность света, прошедшего по первому оптическому каналу и попавшего на фотоприемник 15;

3 — интенсивность света, прошедшего по второму оптическому каналу и попавшего на фотоприемник 15;

А — постоянная прибора.

Так как свет в обоих каналах пересекает каждое светопропускающее окно в одной точке и под равными углами к плоскости окна, пропускания этих окон для света в обоих каналах .равны, и интенсивности света, прошедшего по первому и второму каналам, определяются следующими соотношениями

3 =3,$Т11 Т T sТ1 е ""ч +",>. (2)

3Я вЂ” 3р )Т14 Т1 Т1Я 1 ф е "" " "> (ц где 3q — интенсивность источника света;

S — чувствительность фотоприемника;

Ти,Ти, Т з, Т вЂ” соответственно пропускания светопропускающих окон 1!, 12, 13, 14;

Я вЂ” коэффициент ослабления среды;

1-11 sz — расстояние между светопро1 пускающими окнами 11 и 12;

11а,1 — расстояние между светопропускающими окнами 13 и 14;

Ец,>> — расстояние между светопропускающими окнами 11 и 13;

Е,sq — расстояние между светопропускающими окнами 12 и 14.

Показания регистрирующего прибора 24, как следует из (1),(2) и (3), равны (В(4 a ° Lu N.-Lee-Lu „)) Щ и не зависят от пропускания окон. Тем

855409

Формула изобретения

Составитель А. Шу ров

Редактор О. Колесникова Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 6887/66 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113036, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 самым исключается зависимость результатов измерения от загрязнения светопропускающих окон.

Фотометр повышает точность контроля загрязненных технологических смесей. Он позволяет увеличить срок непрерывной работы прибора и уменьшает требования, предъявляемые к очистке светопропускающих окон.

Фотометр для контроля жидких и газообразных сред, содержащий источник излучения, установленные по ходу излучения рабочую камеру, имеющую не менее четы- 1 рех окон, систему формирования двух оптических каналов, причем оси оптических каналов выполнены пересекающими плоскость одного из окон в одной точке и под равными углами к плоскости окна, фотоприемник, систему обработки сигналов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений и диапазона контролируемых сред, оси оптических каналов с помощью оптических элементов, расположенных вне рабочей камеры, выполнены пересекающими каждое из окон камеры, но в разной последовательности, причем количество пересечений с окнами в обоих каналах равны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 416596, кл. G 01 N 21/24, 1976.

2. Азаров В. А., Антонов А. А., Гатауллин Г. А., Кацман М. М., Константинов В. И.

Сутовский С. Н., Шакарян Э. С. Автоматический абсорбционный фотометр ИФ0-453.

«Оптико-механическая промышленность», 1971, № 8, 35 — 38 (прототип) .