Фотометрический концентратомер
Изобретение относится к автоматическим фотометрическим анализаторам веществ. Фотометрический концентратомер содержит функциональ.ный генератор, фотоприемник, оптически связанный через измерительную кювету и оптический разделитель с источником излучения, фотореле, регистрирующее устройство, компаратор, блок эталонных напряжений и схему вычитания , один вход которой соединен с выходом фотореле, другой вход - с выходом компаратора, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом первый вход фотореле через оптический разделитель оптически связан с источником излучения, фотоприемннк соединен с первым входом компаратора, источник излучения - непосредственно с функциональным генератором , выполненным в виде генератора экспоненциальных импульсов, а вторые входы компаратора и фотореле соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений. 2 ил. W С tsD СО СО
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ÄÄ SU ÄÄ 1233() 14 (511 4 С О1 N 21/27
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
M ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3773660/24-25 (22) 14.06.84 (46) 23.05.86. Бюл. В 19 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) E.À.Ñàõàðîâ и Г.А.Серебряков (53) 535,242 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1010521, кл. С О1 N 21/27, 1983.
Авторское свидетельство СССР
Ф 972341, кл . С 01 К 21/27, 1982. (54) ФОТОИЕТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОМЕР (57) Изобретение относится к автоматическим фотометрическим анализаторам веществ. Фотометрический концентратомер содержит функциональный генератор, фотоприемник, оптически связанный через измерительную кювету и оптический разделитель с источником излучения, фотореле, регистрирующее устройство, компаратор, блок эталонных напряжений и схему вычитания, один вход которой соединен с выходом фотореле, другой вход— с выходом компаратора, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом первый вход фотореле через оптический разделитель оптически связан с источником излучения, фотоприемник соединен с первым входом компаратора, источник излучения непосредственно с функциональным генератором, выполненным в виде генератора экспоненциальных импульсов, а вторые входы компаратора и фотореле соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений. 2 ил.
1 1233014
Изобретение относится к автоматическим фотометрическим анализаторам веществ, в частности используется для автоматического определения концентрации веществ в технологичес- 5 ких растворах, и может применяться в гидрометаллургической, химической и других. отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения при непрерывном режиме работы и упрощение устройства.
На фиг. представлена блок-схема.фотометрического концентратомера; на фиг. 2 — эпюры напряжений на входах компаратора измерительного и фотореле эталонного каналов, Концентратомер содержит функциональный генератор 1, соединенный с источником 2 излучения, оптический разделитель 3, измерительную кювету
4, фотоприемник 5, фотореле 6, выход фотоприемника 5 соединен с первым входом компаратора 7, блок 8 эталонных напряжений, соединенный с вторыми входами компаратора 7 и фотореле 6. Выход компаратора 7 соединен с первым входом схемы 9 вычитания, на второй вход которой подается выход с фотореле 6, выход со схемы 9 вычитания подается на регистрирующее устройство 1О.
Концентратомер работает следующим образом.
Функциональный генератор 1 вырабатывает экспоненциальные импульсы напряжения вида
t У 1!е
- ес а (4) 1 ас 1
I е — I
К изм — К эт (5) I яес 1 — Ю е U и K ° T (6) где 0„,„ амплитуды импульсов напряжения на фотоприемнике 5 и фотореле 6. сигнал напряжения с
5 поступает на вход
Импульсный фотоприемника компаратора 7 где U — амплитудное значение импуль40 т са, е — основание натурального логарифма; постоянная времени импульса
Э
t — текущее время.
Импульсы напряжения с функционального генератора.! подаются на источник 2, где они преобразуются в импульсный световой поток, поступающий на оптический разделитель 3, на котором световой поток делится и соответственно поступает на фотореле 6 и на измерительную кювету 4.
На основании известного закона
Бугера-Ламберта световой поток, про- шедший через измерительную кювету 4 с окрашенным раствором, определяется следующим выражением где — интенсивность светового потока источника излучения; — коэффициент светопоглощения, зависящий от природы растворенного вещества; — толщина поглощаемого слоя раствора в кювете; с — концентрация вещества в растворе.
Поступающие импульсные световые потоки на фотоприемник 5 и фотореле
6 описываются выражениями
I KI е е
-наес (1)
I„(1 — K) I, (2) где „ у 1 амплитуды импульсов светового потока, поступающие на фотоприемник 5 и фотореле 6;
К вЂ” коэффициент деления .света оптическим разделителем.
Из (1) и (2) следует
1 (3)
I =- — — I е .
К эт
Амплитудная интенсивность светового потока, поступающая на оптический разделитель 3 с источника 2 света, в каждом импульсе постоянна, тогда с учетом (3) и (4) получаем
Фотоприемник 5 и фотореле 6 осуществляют линейное преобразование светового потока в напряжение, следовательно можно записать
1233014
Амплитуды и длительности импульсов напряжений на фотоприемнике 5 и фотореле 6 связаны с порогами срабатывания компаратора 7 и фотореле 6, задаваемыми блоком эталонных напряжений, следующим образом
4t ц„,„Ц„е (7)
Д (8) где Б„„ „, Б„, напряжения порога срабатывания компаратора 7 и фотореле 6;
at,, at — Длительности выходных импульсов компаратора 7 н фотореле 6.
Выходиые импульсы компаратора 7
Ф фотореле 6 поступают на первый и второй входы схемы 9 вычитания.
Подставляя (7) и (8) в (6) и логарифмируя его, получаем
1пК+ fnU + — - — + E fc =
at„
Н. иуэ — fn(I — К) + AU + — -з (9)
6t и.эт
После преобразования уравнения (9) получаем выражение для концентрации вещества в растворе ьЕЯ вЂ” лй 1 а К с — — — — -- +— сп- — — -+
1 Е11-К (! О) В процессе измерения величины
° К, У, U „ остаются постоянными
Таким образом, на выходе схемы 9 вычитания получаем импульсы разности, длительность которых линейно зависит ат концентрации вещества в растворе, которые поступают на регистрирующее устройство l0.
Формула изобретения
Фотометрический концентратомер, содержащий функциональный генератор, фотоприемник, оптически связанный через измерительную кювету и опти-. ческий разделитель с источником излучения, фотореле и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений при непрерывном режиме работы и упрощения устройства, в него введень1 ком-. паратор, блок эталонных напряжений и схема вычитания, одни вход которой соединен с выходом фотореле, другой вход — с выходом компаратора, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом первый вход фотореле через оптический разделитель
30 оптически связан с источником излучения, фотоприемник соединен с первым входом компаратора, источник излучения — непосредственно с функциональным генератором, выполненным
З5 в виде генератора зкспоненциальных импульсов, а вторые входы компаратора и фотореле соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений.
1233014
/ ион. ï.изб.
Фиа i?
Закаэ 2761/44
Тирах 778 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4
Составитель Е.Маколкин
Редактор В.Иванова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская
