Фотометрическое устройство для количественного анализа текстильных красителей в жидкой среде

 

ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ЧЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ТЕКСТИЛЬ-НЫХ КРАСИТЕЛЕЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ по авт. св. № 6б9825| отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения при высоких концентрациях красителя за счет расширения диапазона регистрируемого перепада уровней сигнала, оно сна,бжено дополнительно усилителем, включенным между выходом фотопреобразователя и входом одного из пороговых элементов, причем пороговые элементы выполнены с одинаковым порогом срабатывания.

gyPля.: ..-8";R ЬййА

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19у (ll) ф

719238 А Р11 Я 01 3 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 669825 (21) 2622119/18-25 (22) 31.05 78 (46) 07.10.83 ° Вал 37 (72) Л .К . Таточенко и Н .А. Кобляков (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени текстильный институт им. А.Н. Косыгина

53) 535,247 088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР

11 669825, кл, 5 01 Т 1!44, 1976 (прототип). (54j (57) ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ТЕКСТИЛЬ"

НИХ КРАСИТЕЛЕЙ B ЖИДКОЙ СРЕДЕ по авт. св. и 669825, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при высоких концентрациях красителя за счет расширения диапазона регистрируемого перепада уровней сигнала, оно снабжено дополнительно усилителем, включенным между выходом фотопреобразователя и входом одного из пороговых элементов, причем пороговые элементы выполнены с одинаковым порогом срабатывания.

9238

1 71

Изобретение относится к области количественного анализа окрашенных веществ по оптической плотности жидкой среды, а именно к фотометрическим приборам, и может быть использовано в текстильной промышленности для автоматического определения концентрации красителей в жидкой среде.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является фотометрическое устройство для количественного анализа текстильных красителей в жидкой среде, содержащее источник излучения, кювету с механизмом циклического изменения толщины слоя анализируемой жидкости, связанным с блоком синхронизации, фотопреобразователь, коммутирующее устройство, два пороговых элемента, устройство управления, счетчик импульсов, задающий генератор и вычислительное устройство с блоком цифровой индикации на выходе, причем входы пороговых элементов связаны с выходом фотопреобразователя, а их, выходы — с двумя входами коммутирующего устройства, к третьему входу которого подключен задающий генератор, выход коммутирующего устройства связан с входом счетчика импульсов, последовательно подключен- ного к входу вычислительного устройства, блок синхронизации связан с устройством управления, выходы которого связаны со счетчиком импульсов, вычислительным устройством и блоком цифровой индикации jl) Недостатком известного устройства явлгется зависимость относительной погрешности измерения концентрации красителя от нестабильности порогов срабатывания и нестабильности регистрации разности толщин слоя .

Вследствие ограниченного диапазона регистрируемого перепада уровней сигнала с ростом концентрации красителя регистрируемая разность толщин слоя становится очень малой (0,03-0,31мм . При этом начинает сказываться нелинейность изменения толщины слоя жидкости в кювете за время цикла измерения, "дрожание" подвижного окна кюветы и т.n., что приводит к снижению точности измерения, Один из путей устранения этих явлений - жестко стабилизировать скорость изменения толщины о

ЗО

45 слоя анализируемой жидкости во время измерения, что, однако, существенно усложнит конструкцию устройства и снизит его быстродействие и надежность.

Цель изобретения - повышение точности измерения при высоких концентрациях красителя за счет расширения диапазона регистрируемого перепада уровней сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что известное фотометрическое устройство для количественного анализа текстильных красителей в жидкой среде снабжено дополнительным усилителем, включенным между выходом фотопреобразователя и входом одного из пороговых элементов, причем пороговые элементы выполнены с одинаковым порогом срабатывания.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник питания 1, источник излучения 2, кювету 3, механизм 4 циклического изменения толищны слоя анализируемой жидкости, блок синхронизации

5, фотойриемник б и усилитель 7, образующие фотопреобразователь, ограничитель уровня сигнала 8, дополнительный усилйтель 9, синхронные детекторы 10 и 11, связанные по опорному сигналу с источником излучения 2, пороговые элементы 12 и

13 с одинаковым уровнем порога срабатывания, коммутирующее устройство

14, задающий генератор 15, счетчик импульсов 16, вычислительное устройство 17 с блоком цифровой индикации 18 и устройство управления 19.

Одно из смотровых окон 20 кюветы

3 выполнено с возможностью перемещения и связано с механизмом 4 циклического изменения толщины слоя среды.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок модулированного монохроматического излучения проходит от источника 2 через кювету 3 на фотоприемник 6. После усиления усилителем 7 и выделения огибающей сигнала фотоприемника синхронным детектором 10 выходное напряжение с фотопреобразователя поступает на вход порогового элемента 12. Одновременно сигнал с выхода усилителя 7 проходит по цепи:

7192

Составитель А, Чурбаков

Редактор Герасимова Техред А. Бабинец

Корректор А. Повх

Подписное

Заказ 7992/1 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 ограничитель уровня сигнала 8, дополнительный усилитель 9, коэффициент усиления которого устанавливается исходя из требований необходимого диапазона регистрируемого перепада уровней сигнала (например, 80 дб), . и далее поступает на синхронный детектор 11, выделяющий огибающую сигнала фотоприемника 6, которая подается на вход порогового элемента 13. При больших уровнях сигнала на входе дополнительного усилителя

9 он совместно с ограничителем уровня сигнала 8, защищающим его вход от перегрузок, работает в режиме насыщения. При этом срабатывания порогового элемента 13 не происходит.

Автономно работающий механизм

4 перемещает смотровое окно 20 кюветы 2р

3.от одного крайнего положения до другого, При этом толщина просвечиваемого слоя среды циклически меняется (по линейному закон,), вследствие чего происходит амплитудная модуля- 25 ция потока излучения, попадающего на фотоприемник 6, глубина которой зависит от концентрации красителя .

В момент достижения окном 20 кюветы 3 крайних положений происходит зо реверс привода механизма 4 и через блок синхронизации 5 производится подача синхронизирующих (тактовых) импульсов в устройство управления

19. Последнее осуществляет опрос

38 4 счетчика импульсов 16 с вводом считанной информации в вычислительное устройство 17 с последующим его выводом в блок цифровой индикации 18, где вычислительное значение концентрации красителя индицируется до очередного момента прихода синхроимпульсов в устройство управления 19. По окончании цикла опроса устанавливается нуль в счетчике импульсов 16, который с этого момента вновь готов к работе.

Так как пороговые элементы 12 и 13 выполнены идентичными с одинаковым порогом срабатывания, диапазон регистрируемого перепада уровней сигнала определяется только значением коэффициента усиления дополнительного усилителя 9.

Данное изобретение уменьшает суммарную составляющую относительной погрешности, связанную с нестабильностью порога пороговых элементов, несмотря на появление дополнительной погрешности из-за возможной нестабильности коэффициента усиления дополнительного усилителя 9. В случае применения термостабильных резисторов во входной цепи и цепи обратной связи и выполнения дополнительного усилителя на базе интегральной микросхемы операционно,го усилителя коэффициент усиления может достигать 80-100 дб при очень высокой стабильности.