Измеритель концентрации озона (варианты)

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для измерения концентрации озона в жидкой среде, и может использоваться в медицине, а также в других областях техники, где требуется измерение концентрации озона. Техническая задача заключается в обеспечении точности измерения концентрации озона в жидкости. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измеритель концентрации озона, состоящий из источника ультрафиолетового излучения, кюветы, фотоприемника, блока управления и индикатора, введен датчик наличия кюветы, сигнал с которого подключен к блоку управления для запуска процесса измерения. П. Ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для измерения концентрации озона в жидкой среде, и может использоваться в медицине, а также в других областях техники, где требуется измерение концентрации озона в жидкости.

Измеритель концентрации озона относится к распространенному классу оптических измерителей озона, принцип работы которых основан на поглощении озоном ультрафиолетового излучения с длиной волны 253,7 нм.

Известна конструкция оптического измерителя концентрации озона ИКОЖ-5К (МАЮИ.413313.002ТУ, www.lepse.com).

Измеритель состоит из источника ультрафиолетового излучения с длиной волны 253,7 нм, кюветы, в которую наливают озонированную жидкость, фотоприемника, блока управления и индикатора. Ультрафиолетовое излучение от источника проходит через кювету с озонированной жидкостью и попадает на фотоприемник. В кювете ультрафиолетовое излучение поглощается в разной степени в зависимости от концентрации озона. Это приводит к тому, что напряжение на выводах фотоприемника зависит от концентрации озона в кювете. После усиления и обработки данного напряжения в блоке управления получается значение концентрации озона.

Измеритель непрерывно измеряет концентрацию и выводит результаты измерений на индикатор.

При измерении таким методом возникает следующая проблема.

Под воздействием ультрафиолетового излучения на озонированную жидкость в кювете концентрация озона в ней уменьшается и перестает соответствовать концентрации озона в измеряемой жидкости. При достаточно сильном ультрафиолетовом излучении уже через несколько секунд происходит существенное падение концентрации озона.

Фактически, точным оказывается только первое измерение. Погрешность последующих измерений все более и более возрастает, в результате чего в конечном итоге измерения становятся непригодными для индикации.

Техническая задача заключается в обеспечении точности измерения концентрации озона в жидкости.

Согласно первому варианту решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измеритель концентрации озона, состоящий из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, введен датчик наличия кюветы, сигнал с которого подключен к блоку управления для запуска процесса измерения.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого измерителя концентрации озона в жидкости.

Измеритель состоит из источника ультрафиолетового излучения 1, кварцевой кюветы 2 с озонированной жидкостью, держателя кюветы 11, фотоприемника 3 с усилителем 4, блока управления 5, индикатора 6 и датчика наличия кюветы 7.

Фотоприемник 3 подключен к усилителю 4, который соединен с блоком управления 5. Индикатор 6 подключен к блоку управления 5.

Датчик наличия кюветы 7 подключен к блоку управления 5.

Работает измеритель следующим образом.

Ультрафиолетовое излучение источника 1 через кювету 2 попадает на фотоприемник 3. Вследствие поглощения в кювете 2 происходит ослабление излучения. Сигналы с фотоприемника 3 поступают в блок управления 5, в котором производится расчет концентрации озона. Рассчитанное значение концентрации озона выводится на индикатор 6.

Процесс измерения происходит следующим образом. После установки кюветы 2 с озонированной жидкостью в держатель кюветы 11 срабатывает датчик наличия кюветы 7. Сигнал от датчика наличия кюветы 7 поступает в блок управления 5, который производит измерение концентрации озона и выводит эти результаты на индикатор 6. Это измерение может включать в себя несколько быстрых измерений с последующим усреднением перед выводом на экран.

В дальнейшем измерения не производится, на индикаторе постоянно показывается результат первого точного измерения. Благодаря этому блокируется индикация измерений с возрастающей со временем погрешностью.

Для повторного измерения необходимо достать кювету, вылить использованную жидкость, налить новую порцию озонированной жидкости и провести с ней измерение.

Датчик наличия кюветы 7 можно сделать на основе метода перекрывания инфракрасного излучения кюветой.

Конструкция такого датчика наличия кюветы следующая.

Возле двух боковых стенок 8 кюветы 2 расположены излучающий диод 9 и приемный фотодиод 10. Боковые стенки 8 кюветы 2 зачернены для исключения пропускания инфракрасного излучения.

При отсутствии кюветы инфракрасное излучение от излучающего диода 9 через отверстия в держателе кюветы 11 беспрепятственно поступает на приемный фотодиод 10, в результате чего датчик наличия кюветы 7 вырабатывает сигнал об отсутствии кюветы.

При установке кюветы 2 в держатель 11 происходит перекрытие инфракрасного излучения зачерненными стенками 8 кюветы 2. Отсутствие инфракрасного излучения приводит к изменению сигнала приемного фотодиода 10, в результате чего датчик 7 вырабатывает сигнал о наличии кюветы. Этот сигнал поступает в блок управления 5 и инициирует процесс измерения концентрации озона.

Для исключения влияния ультрафиолетового излучения на работу датчика наличия кюветы можно ввести модуляцию инфракрасного излучения с последующей обработкой в датчике 7 модулированного сигнала.

Согласно второму варианту решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измерителе концентрации озона, состоящем из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления, индикатора и датчика наличия кюветы, источник ультрафиолетового излучения связан с блоком управления, а блок управления после срабатывания датчика наличия кюветы включает источник ультрафиолетового излучения только на время проведения одного измерения.

В качестве источника ультрафиолетового излучения используется допускающий быстрое многократное включение и выключение источник, например, ультрафиолетовый излучающий диод, соединенный с блоком управления.

Ультрафиолетовый диод кратковременно включается только на время проведения одного измерения, а момент включения диода определяется датчиком наличия кюветы.

Структурная схема предлагаемого измерителя, приведенная на фиг.2, аналогична первому варианту, отличие в следующем.

Излучающий ультрафиолетовый диод 1 подключен к блоку управления 5.

При установке кюветы 2 в держатель 11 срабатывает датчик наличия кюветы, сигнал от него поступает в блок управления 5, который на короткое время включается ультрафиолетовый диод 1 и проводит измерение концентрации озона. Время включения диода выбирается достаточным для проведения одного измерения. После измерения блок управления 5 выключает диод 1, на индикаторе отображается результат измерения.

Достоинством этого метода является также увеличение срока службы ультрафиолетового диода 1, поскольку он включается только на короткое время измерения.

Согласно третьему варианту решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измерителе концентрации озона, состоящем из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления, индикатора и датчика наличия кюветы, между источником ультрафиолетового излучения и кюветой расположена перекрывающая излучение механическая шторка с приводом, который соединен с блоком управления.

Шторка кратковременно открывается только на время проведения одного измерения, а момент открытия шторки определяется от датчика наличия кюветы.

Структурная схема такого измерителя приведена на фиг.3. Между источником ультрафиолетового излучения 1 и кюветой 2 расположена перекрывающая ультрафиолетовое излучение механическая шторка 13, соединенная с приводом 14. Привод 14 подключен к блоку управления 5.

Работает такой измеритель следующим образом. При установке кюветы 2 в держатель 11 срабатывает датчик наличия кюветы 7. По сигналу датчика 7 блок управления 5 подает сигнал на привод 14 для открытия шторки на короткое время, достаточное для проведения измерения концентрации озона. После открытия шторки блок управления 5 проводит измерение, выводит результат измерения на индикатор и подает сигнал на привод 14 для закрытия шторки 13.

В этом варианте практически не происходит длительного облучения ультрафиолетовым излучением озонированной жидкости в кювете 2, благодаря чему возможно проведение нескольких измерений концентрации озона без заливки новой порции озонированной жидкости.

Согласно четвертому варианту решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измерителе концентрации озона, состоящем из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, источник ультрафиолетового излучения связан с блоком управления, к которому подключена кнопка, при нажатии на которую блок управления кратковременно включает источник ультрафиолетового излучения только на время проведения одного измерения.

В качестве источника ультрафиолетового излучения используется допускающий быстрое многократное включение и выключение источник, например, ультрафиолетовый излучающий диод, соединенный с блоком управления, а для включения ультрафиолетового диода используется кнопка на передней панели измерителя.

Структурная схема такого измерителя приведена на фиг.4.

Кнопка 12, расположенная на передней панели измерителя, подключена к блоку управления 5.

При нажатии на кнопку 12 блок управления 5 на короткое время включает ультрафиолетовый диод 1 и проводит измерение концентрации озона. Время включения диода 1 выбирается достаточным для проведения одного измерения. После измерения блок управления 5 выключает диод 1, на индикаторе отображается результат измерения.

Согласно пятому варианту решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измерителе концентрации озона, состоящем из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, между источником ультрафиолетового излучения и кюветой расположена перекрывающая излучение механическая шторка с приводом, который соединен с блоком управления, а к блоку управления подключена кнопка на передней панели измерителя.

При нажатии на кнопку происходит открытие шторки на время, достаточное для проведения измерения концентрации озона.

Структурная схема такого измерителя приведена на фиг.5.

Кнопка 12, расположенная на передней панели измерителя, подключена к блоку управления 5.

При нажатии на кнопку 12 блок управления 5 подает сигнал на привод 14 для открытия шторки 13 на короткое время, достаточное для проведения измерения концентрации озона. После открытия шторки 13 блок управления 5 проводит измерение, выводит результат измерения на индикатор 6 и подает сигнал на привод 14 для закрытия шторки 13.

В этом варианте время облучения ультрафиолетовым излучением озонированной жидкости в кювете 2 мало, благодаря чему возможно проведение нескольких измерении концентрации озона без заливки новой порции озонированной жидкости.

Для упрощения конструкции можно обеспечить механическую связь между кнопкой 12 и шторкой 13. В этом случае открытие шторки будет происходить вследствие механического движения кнопки 12.

Согласно первому варианту на ОАО «Лепсе» был изготовлен и испытан опытный образец измерителя концентрации озона жидкости.

Предложенное техническое решение просто в изготовлении и удобно в работе, оно обеспечивает точное измерение концентрации озона в жидкости.

1. Измеритель концентрации озона, состоящий из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, отличающийся тем, что введен датчик наличия кюветы, связанный с блоком управления, а блок управления после срабатывания датчика наличия кюветы производит однократное измерение концентрации озона, после чего измерения не производятся, а на индикаторе показывается результат первого точного измерения.

2. Измеритель концентрации озона по п.1, отличающийся тем, что источник ультрафиолетового излучения связан с блоком управления, а блок управления после срабатывания датчика наличия кюветы включает источник ультрафиолетового излучения только на время проведения одного измерения.

3. Измеритель концентрации озона по п.1, отличающийся тем, что между источником ультрафиолетового излучения и кюветой расположена перекрывающая излучение механическая шторка с приводом, привод связан с блоком управления, а блок управления после срабатывания датчика наличия кюветы открывает шторку только на время проведения одного измерения.

4. Измеритель концентрации озона, состоящий из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, отличающийся тем, что источник ультрафиолетового излучения связан с блоком управления, к которому подключена кнопка, при нажатии на которую блок управления кратковременно включает источник ультрафиолетового излучения только на время проведения одного измерения.

5. Измеритель концентрации озона, состоящий из источника ультрафиолетового излучения, кюветы с держателем, фотоприемника, блока управления и индикатора, отличающийся тем, что между источником ультрафиолетового излучения и кюветой расположена перекрывающая излучение механическая шторка с приводом, привод связан с блоком управления, к которому подключена кнопка, при нажатии на которую блок управления кратковременно открывает шторку только на время проведения одного измерения.



 

Похожие патенты:
Наверх