Компенсационный фотометр

Союз Соеетскин

Социалистическик

Республик

<1: 742774 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.07.77 (21) . 2508529/18 — 25 (5! )М. Кд.

G 01 N 21/24 с присоединением заявки №

Гесудерстеенный комитет

СССР (28) Приорнтет

Опубликовано 25.06.80 Бюллетень № 23 но делам изобретений н открытий (53) УДК 535.246 . (088.8) Дата опубликования описания 25.06.80 (72) Авторы изобретения

Г. В. Мякин и Б. Г. Пляскин

Читинский политехнический институт (71) Заявитель (54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФОТОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для измерения оптических характеристик среды и может быть использовано для измерения спектральных показателей ослабления рассеивающих сред или концентрации твердой фазы в жидких и газообразных средах.

Известно устройство для измерения спектральных показателей ослабления рассеивающих сред и дальнейшего вычисления концентрации твердой фазы, представляющее собой гидронефелометр для измерения оптических характерис-10 тик морской воды (1).

В этом устройстве учтены все геометрические особенности конструкции и рассеяние света средой, однако оно основано на традиционных принципах измерения спектральных коэффициен15 тов пропускания среды, а затем,по формуле Буtepa, вычисляется либо показатель ослабления среды, либо концентрация. Таким образом, счи ° тают, что концентрация твердой фазы в среде

20 измеряется косвенно по коэффициенту пропускания, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является известный компенсацнонный фотометр, содержащий источники излучения,. оптико-механический блок, предназначенный для получения базы различной длины, фотоприемник, электронный блок обратной связи и компенсации сигналов с фотоприемника (2).

В известном фотометре создается наличие двух баз за счет применения подвижного окна в кювете с возвратно-поступательным циклом.

Импульсы сигнала появляются при двух крайних положениях кюветы и поступают на схему деления амплитудных значений для непрерывного автоматического определения концентрации твердой фазы в жидких и газообразных средах.

Однако наличие подвижного окна в кювете снижает надежность устройства при работе как с агрессивными средами (кислоты, щелочи и т.д.), так и при работе в жестких условиях, например, при больших давлениях и на больших глубинах в океане, где должны выполняться условия компактности и надежности аппаратуры, не требующей громоздких источников питания.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

742774

Цель достигается применением дополнительного источника на противоположной стороне базы от основного источника, а оптико-механический блок выполнен в виде вращающегося перископа, предназначенного для получения баз различной длины.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Фотометр состоит из дополнительного источника 1 излучения, основного источника 2. из- 1О лучения с нагретой нитью, параболических зеркал 3 и 4, линзы 5, вращающегося перископа .б, линзы 7 и фотоприемника 8. Сигнал с фотоприемника идет на схему 9 сравнения и через блок 10 обратнои связи компенсируется возникший разбаланс при помощи потенциометра в цепи питания источника 11,излучения, состоящей иэ сопротивления 12 и источника 13 тока, фильтр 14 предназначен для выделения заданного спектрального диапазона (измеряемая среда 15).

Фотометр работает следующим образом.

Источник 1 излучения дает спектральную плотность излучения при температуре Т и фильтра с длиной волны в виде

У 2 5 С2

E(= 7 4, ею(- / т) (л

J) . ( где К) — константа„объединяющая коэффициент отражения от нагретой нити 2 лам, пы, коэффициенты отражения зеркал

3 и 4, коэффициенты пропускания всех окон от источников 1 и 2;

Т вЂ” спектральный коэффициент пропускания при длине волныЯ;

З5

С вЂ” первая постоянная Вина;

CI = 2пС h = 3,7413 )О 6 Вт/м2

Сд —, вторая постоянная Вина

/у(, = 1,4388 ° 10" мкград.

От источника 2 при той же температуре и 4О длине волны для спектральной плотности имеет

E nr= лТлС Л дахр(-с» (2) 45 где К вЂ” константа, объединяющая коэффициент отражения от зеркала 4 и окон источника 2.

Скомпенсировав константы в воздухе, для среды получаем

E (> ) = (ß екр(/МТе) (е) "Е (Те)=Т СеМ екр(С/ЛТ ). (ее) ее

Компенсируя на прозрачность Т и приравнивая левые части выражений (3) и (4), получаем

4 акр{ /ВТе) =Т екр(б т»,),(ß

Откуда, заменяя ТЛ по закону Бугера, имеем

Приравнивая показатели при одинаковых основаниях,получаем окончательную формулу для определения показателя ослабления

Из этой формулы следует, что сохраняются все положительные стороны известного устройства и устраняется необходимость перемещать кювету или базу. Это достигается использованием дополнительного источника 1, излучение от которого параболическим зеркалом 3 направляется на основной источник 2. Отражаясь от зеркала

4,оно концентрируется на нагретой нити 2-го источника и,отражаясь от последней, снова падает на параболическое зеркало 4 и направляется через базу на линзу 5, которая концентрирует поток в плоскость вращения перископа 6. Излучение от источника 2 отражается от зеркала

4 и направляется на линзу 7, которая также концентрирует поток в плоскость вращения перископа 6. Таким образом, световые потоки от источников 1 и 2 разделены и проходят различные базы, например, 2Р и f соответственно. Перископ 6, вращаясь, поочередно пересекает фокальные изображения источников 1 и 2, передает их на фотоприемник 8, который выдает сигналы на схему 9 сравнения и через блок 10 обратной связи компенсирует возшгкший разбаланс при помощи потенциометра 11 в цепи нитания источника 1. Если дополнительный источник находится с фотоприемником в одном окне баэыу то сохранены практически все лучшие стороны прототипа без подвижного устройства базы.

Техническая эффективность изобретения заключается в том, что показатель ослабления среды измеряется на разных базах, которые сами по себе не изменяются, а за счет использования дополнительного источника и вращающегося перископа достигается тот же самый эффект. Поэтому такое устройство фотометра может заменить сложные механические схемы, используемые в кюветах с подвижным окном, что значительно повысит падеж(ость устройств работающих как в агрессивных средах, так и в морских условиях, где учитываются как габариты, так и мощность необходимая для их работы.

Формула изобретения

Компенсационный фотометр, содержащий исто пщк излучения, оптико-механический блок, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кельбалиханов Б.Ф., Красовский Э.И. бъективный гидронефелометр для измерения

in $йи оптических характеристик. морской во . Сб. "Оптика океана и атмосферы" под ред оф. К. С. Шифрива, Л., "Наука", 1972, с. 18.

2. Авторское свидетельство СССР И 138390, . G 01 J 1/04, 1961 (прототип).

5 742774 фотоприемник, электронный блок обратной связи и компенсации сигналов с фотоприемника, о т л.и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, на про- О тивоположной стороне базы от основного источника установлен дополнитель- дь ный источник излучения, а оптико — механи- IlP ческйй блок выполнен в виле вращающегося перископа. кл

Составитель Л. Титова

Texpeä H. Нинц Корректор В. Макаренко

Редактор Ю. Петрушко

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

Заказ 3611/11 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5