Автоматический спектрометр

376668

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!03 Goi)0iiri_#_A

Са,!)в .ес) )) ч":.е;).кнв

Реслуалн.(3 а виси мое от а вт. свидетельства ¹

M. Кл. 6 Olj 1,/44

Заявлено 27.Ч11.1971 (№ 1687800/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.1Ч.1973. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 31 V.1973

Квинтет ао селам иеааретеннй н открытий арн Савете Мннистров

СССР

УДК 535.322.2(:088 8) Авторы изобретения М. H. Гопштейн, Е. Г. Барская, В. Л. Грилихес и И. К. Смолкин

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОМЕТР

Изобретение предназначено для автоматического абсорбционного анализа состава сложных смесей и может быть использовано в системах автоматического управления процессом химического производства.

Известны спектрометры, содержащие специализированные счетно-решающие устройства для оптимизации процесса измерения.

Эти спектрометры не позволяют анализировать многокомпонентные смеси.

Целью изобретения является повышение точности измерений при многокомпонентном анализе и автоматизация обработки полученной информации, Поставленная цель достигается тем, что спектрометр содержит электронный блок программного управления, управляемый цифровой логической системой, выходы которого через датчики «угол — цифра» и приводы со ступенчатой сменой скоростей кинематически связаны с соответствующими механизмами настройки спектрометра: установки длин воли, раскрытия щелей, переключения световых каналов, при этом выход приемника излучения соединен с цифровым счетно-решающим устройством.

Цифровое счетно-решающее устройство содержит преобразователь напряжения в частоту, соединенный с входом реверсивного счетчика, выход которого через последовательно соединенные логарифматор и блок вычисления концентраций соединен с регистрирующим устройством.

На чертеже дана блок-схема предложенно5 го спектрометра.

Оптико-механическая часть спектрометра состоит из источника света 1, модулятора света 2 с датчиком опорного сигнала, переключателя световых каналов 3 и кинематически свя10 занных с ним приводом осветителя 4 и датчика 5 осветителя, монохроматора б и приемника излучения 7. С органами настройки монохроматора: механизмами смены и поворота дифракционных решеток, механизмом измене15 ния величины входной и выходной щели и механизмом установки светофильтров — кинематически связаны соответствующие приводы и датчики угол — цифра: положения решеток (длины волны) 8 и 9, установки различных ре20 шеток 10 и 11, установки щели 12 и 18, установки светофильтров 14 и 15.

Выходы датчиков подключены ко входам программного блока 1б, разбитого соответственно органам управления на секции — «О»вЂ”

25 образцы, «В» — — длина волны, «Р» — номер решетки, «Щ» — щель и «Ф» — светофильтры.

Выходы секций программного блока соединяются с входами соответстующих приводов.

Выход приемника излучения 7 соединен с

30 входом преобразователя напряжение-частота

379668

l7, выход которого соединяется со счетным входом накопителя (реверсивного счетчика) 18.

Вход управления накопителя соединен с датчиком опорного сигнала модулятора света

2, а выход — с входом цифрового логарифматора 19. Выход логарифматора соединяется с входом устройства вычисления концентрации

20 и с регистрирующим устройством 21, выходы блока синхронизации 22 соединены с входами синхронизации блоков 1б, 18, 20, 21.

Спектрометр работает следующим образом.

По сигналу «Пуск» начинает работать блок синхронизации 22, а затем программный блок

1б, в котором задание программы сравнивается с показаниями датчиков 5, 9, 11, 18, 15 и вырабатываются сигналы рассогласования по всем пяти каналам управления. В зависимости от величины рассогласования задается скорость отработки приводов блоков 4, 8, 10, 12, 14. По окончании отработки по всем каналам дается команда начала работы накопителя 18.

Усиленный сигнал приемника 7 преобразуется блоком 17 в последовательность импульсов, модулированных по частоте сигналом, поступающим с приемника 7.

Цифровой накопитель 18 подсчитывает разность числа импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволнам аналогового сигнала, вырабатываемого приемником 7, за заданный интервал времени. Управляющий сигнал для переключения направления счета поступает от датчика модулятора 2.

Назначение накопителя — ослабление влияния шумов приемно-усилительного тракта за счет интегрирования сигнала по времени. По окончании накопления логарифматор 19 вычисляет логарифм получившегося числа и передает его в вычислительное устройство 20.

Спектрометр может работать в режиме

«просмотр», в котором производится сканирование заданного участка спектра.

Режим «набор» используется для анализа смесей. В этом режиме производится измерение при нескольких, соответствующим образом выбранных длинах волн, и по результатам этих измерений определяется состав смесей.

15

В программный блок 1б входит наборное поле, построенное таким образом, что в режиме «просмотр» задается начало и конец сканируемого участка спектра, а также шаг сканирования. В режиме «набор» задаются аналитические длины волн (от 2 до 8), соответствующая им ширина щелей, номера кювет, Цикл измерений построен таким образом, что в каждой заданной точке спектра сначала измеряется кювета с образцом, а затем эталонная кювета.

В режиме «набор» после того как проведены измерения при всех заданных аналитических длинах волн, блок 22 включает устройство 20, которое, используя результаты измерений, вычисляет концентрации составляющих смеси.

Результаты вычислений — показания логарифматора 19 и концентрации, вычисленные устройством 20, регулируются устройством 21 или выдаются в систему управления производственным процессом.

Предмет изобретения

1. Автоматический спектрометр для анализа химических соединений, содержащий источник света, датчик опорного сигнала, переключатель световых каналов, монохроматор и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при многокомпонентном анализе и автоматизации обработки полученной информации, он содержит электронный блок программного управления, управляемый цифровой логической системой, выходы которого через датчики уголцифра и приводы со ступенчатой сменой скоростей кинематически связаны с соответствующими механизмами настройки спектрометра: установки длин волн, раскрытия щелей, переключения световых каналов, при этом выход приемника излучения соединен с цифровым счетно-решающим устройством.

2. Спектрометр по п. 1, отличающийся тем, что цифровое счетно-решающее устройство содержит преобразователь напряжения в частоту, соединенный с входом реверсивного счетчика, выход которого через последовательно соединенные логарифматор и блок вычисления концентраций соединен с регистрирующим устройством.

376668 йаетаааи «анал — Иинематические сблизи

Э«а три«ее«ие ааези

Составитель 3. Челнокова

Техред 3. Тараненко

Редактор Т. Орловская

Корректор Е. Сапунова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 1520/15 Изд. № 385 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5