*** URZAD PlTElIOWr PRL Patent dodatkowy do patentu nr 124481 Zgloszono: 02.07.79 (P. 216806) Pierwszenstwo Zgloszenie ogloszono: 27.02.81 Opis patentowy opublikowano: 30.03.1985 Int. Cl.* G01N 21/00 G01N 21/01 G01N 21/15 Ci* fELNIA Wr adu Patentowego » * Iw-** t| Ufcw] Twórcy wynalazku: Janusz Chmura, Jan Lalek Uprawniony z patentu: Wyzsza Szkola Pedagogiczna im. Komisji Edukacji Narodowej, Kraków (Polska) Urzadzenie do oznaczania zawartosci zawiesin Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ozna¬ czania zawartosci zawiesin, majace zastosowanie w hy¬ drologii, w stacjach uzdatniania wody oraz w pracach zwiazanych z ochrona srodowiska.Znane dotychczas urzadzenia oparte sa na pomiarze swiatla rozproszonego lub przechodzacego przez badana zawiesine, umieszczona w komorze pomiarowej*- U- rzadzenia te zawieraja zródlo swiatla, fotoelementy i uklady optyczne z filtrami, za pomoca których mierzy sie natezenie swiatla rozproszonego. Sa to tzw. nefelo- metry np. formy Hach, zas urzadzenia, mierzace nate¬ zenie swiatla przechodzacego to tzw. turbidymetry np. firmy Sigrist.Niedogodnoscia omawianych urzadzen jest koniecz¬ nosc czestego czyszczenia szklanych scian z osadów w komorze pomiarowej oraz koniecznosc regulacji stru¬ mienia badanej cieczy przeplywajacej. Wada jest rów¬ niez starzenie wlókna zarówki, w wyniku czego ulega zmianie strumien swiatla przy nie zmienionej metnosci cieczy.Celem wynalazku jest skonstruowanie takiego urza¬ dzenia do oznaczania zawartosci zawiesin, które pozba¬ wione byloby wad znanych dotychczas urzadzen.Istota wynalazku polega na tym, ze urzadzenie sklada sie z dwóch usytuowanych równolegle i przylegajacych do siebie kanalów: pomiarowego i kompensacyjnego, pomiedzy którymi, umieszczone jest zródlo swiatla.W obu kanalach znajduja sie, na wprost zródla swiatla, pryzmaty i uklady optyczne, obejmujace z dwóch stron komore z badana zawiesina. Komora miesci sie w obu 10 15 20 25 30 kanalach, przy czym jej czesc, znajdujaca sie w kanale pomiarowym jest wieksza od czesci, mieszczacej sie w kanale kompensacyjnym.W obu kanalach, za ukladami optycznymi, znajduja sie filtry swiatla i fotoelementy, polaczone ze wzmacnia¬ czami impulsów elektrycznych. Wzmacniacz mieszczacy sie w kanale pomiarowym jest polaczony ze wzmacnia¬ czem ksztaltowania charakterystyki, który poprzez blok zabezpieczajacy jest polaczony z miernikiem. Natomiast wzmacniacz impulsów, znajdujacy sie w kanale kom- pensancyjnym, jest polaczony za pomoca ujemnego sprzezenia zwrotnego ze zródlem swiatla.Zaleta urzadzenia, wedlug wynalazku, jest to, ze eliminuje klopotliwe oczyszczanie czesci szklanych ko¬ mory pomiarowej oraz niedokladnosci, wynikajace ze starzenia sie wlókna zarówki, co wystepuje w znanych urzadzeniach.Ponadto zaleta urzadzenia jest mozliwosc uzyskania bezposredniego i ciaglego okreslania zawartosci zawiesin w g/m3 na róznej glebokosci badanej cieczy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykla¬ dzie wykonania schematycznie na rysunku.Urzadzenie sklada sie z dwóch równolegle usytuowa¬ nych i przylegajacych do siebie kanalów: kanalu pomia¬ rowego 1 i kanalu kompensacyjnego 2, pomiedzy któ¬ rymi umieszczone jest zródlo swiatla 3. W obu kanalach 1 i 2 znajduja sie, na wprost zródla swiatla 3, pryzmat 4 i 5 oraz uklady optyczne 6 i 7, obejmujace z dwóch stron komore 8 z badana zawiesina. Komora 8 miesci sie w obu kanalach 1 i 2, przy czym jej czesc, znajdujaca sie 124 481124 481 w kanale pomiarowym 1 jest wieksza od czesci, mieszcza¬ cej sie w kanale kompensacyjnym 2.W obu kanalach 1 i 2, za ukladami optycznymi 6 i 7 znajduja sie filtry swiatla 9 i 10 oraz fotoelementy 11 i 12, polaczone ze wzmacniaczami impulsów elektrycznych 13 i 14. Wzmacniacz 13, mieszczacy sie w kanale po¬ miarowym 1 jest polaczony ze wzmacniaczem ksztal¬ towania chrakterystyki 15, który poprzez blok zabez¬ pieczajacy 16 jest polaczony z miernikiem 17. Natomiast wzmacniacz 14, znajdujacy sie w kanale kompensacyj¬ nym 2, jest polaczony za pomoca ujemnego sprzezenia zwrotnego ze zródlem swiatla 3.Dzialanie urzadzenia do oznaczania zawartosci za¬ wiesin, wedlug wynalazku, polega na tym, ze fotoele- ment 12 steruje praciem wzmacniacz impulsów elek¬ trycznych 14, który przez ujemne sprzezenie zwrotne óddzialywuje na zródlo swiatla 3, tak, aby prad foto- elementu 12 byl zawsze staly. Jezeli ilosc zawiesiny, która znajduje sie w kanale kompensacyjnym 2 zmienia sie, to prad fotoelementu 12 równiez ulega zmianie.Wtedy wzmacniacz impulsów elektrycznych 14 zmienia prad zródla swiatla 3 tak, aby przywrócic stan równowagi: I3 = const = Qa = const. gdzie: I2 oznacza natezenie pradu fotoelementu 1.2, Oj oznacza strumien swiatla po przejsciu przez czesc komory pomiarowej 8 znajdujacej sie w kanale kom¬ pensacyjnym 2. Taki sam strumien swiatla QL = Q2 bedzie w kanale pomiarowym 1. Mierzone przez foto- element 11 oslabienie swiatla bedace miara metnosci, jest spowodowane przez warstwe zawiesiny o grubosci d.Absorpcja strumienia swiatla w warstwie d± nie ma wplywu na wynik pomiaru, gdyz jest równowazona przez warstwe zwiesiny w kanale kompensacyjnym 2. Nate- 10 15 20 25 30 zenie pradu lt fotoelementu 11 jest wzmocnione przez wzmacniacz impulsów elektrycznych 13.Wzmacniacz ksztaltowania charakterystyki 15 ma za zadanie zmiane charakterystyki tak, aby sygnal wyjscio¬ wy, wskazywany przez miernik 17, byl liniowa funkcja metnosci. Blok zabezpieczajacy 16 ma za zadanie zabez¬ pieczenie miernika 17 przed uszkodzeniem w przypadku gwaltownej zmiany metnosci.Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do oznaczania zawartosci zawiesin, za¬ wierajacych komore z badana zawiesina, zródlo swiatla, fotoelementy i uklady optyczne z filtrami, znamienne tym, ze sklada sie z dwóch równolegle usytuowanych i przylegajacych do siebie kanalów: kanalu pomiarowego (1) i kanalu kompensacyjnego (2), pomiedzy którymi u- mieszczone jest zródlo swiatla (3), przy czym w obu kanalach (1) i (2) znajduja sie na wprost zródla swiatla (3), pryzmaty (4) i (5) oraz uklady optyczne (6) i (7), obejmujace z dwóch stron komore (8) z badana zawie¬ sina, która to komora (8) miesci sie w obu kanalach (1) i (2) tak, ze jej czesc, znajdujaca sie w kanale pomiaro¬ wym (1) jest wieksza od czesci, mieszczacej sie w kanale kompensacyjnym (2), zas w obu kanalach (1) i (2), za uldadami optycznymi (6) i (7), znajduja sie filtry swiatla (9) i (10) oraz fotoelementy (11) i (12), polaczone ze wzmacniaczami impulsów elektrycznych (13) i (14), przy czym wzmacniacz (13), znajdujacy sie w kanale po¬ miarowym (1) jest polaczony ze wzmacniaczem ksztal¬ towania charakterystyki (15), który poprzez blok za¬ bezpieczajacy (16) jest polaczony z miernikiem (17), natomiast wzmacniacz (14), znajdujacy sie w kanale kompensacyjnym (2), jest polaczony za pomoca ujem¬ nego sprzezenia zwrotnego ze zródlem swiatla (3). 3 if n f$ fs n m LDD Z-d 2, z. 491/1400/84/26, ii. 90+20 eg z.Cena 100 zl PL*** PLTELIOWR PRL OFFICE Additional patent to patent no. 124481 Reported: 07/02/79 (P. 216806) Priority Application announced: 02/27/81 Patent description was published: 03/30/1985 Int. Cl. * G01N 21/00 G01N 21/01 G01N 21/15 Ci * FELNIA Under the Patent Law »* Iw - ** t | Ufcw] Creators of the invention: Janusz Chmura, Jan Lalek Authorized by the patent: Wyższa Szkoła Pedagogiczna im. Commission of National Education, Krakow (Poland) Device for determining the content of suspended solids The subject of the invention is a device for determining the content of suspended solids, which can be used in hydrology, in water treatment plants and in works related to environmental protection. Light scattered or transmitted through the tested suspension, placed in the measuring chamber * - These devices include a light source, photoelements and optical systems with filters, by means of which the intensity of the scattered light is measured. These are the so-called nephelometers, for example Hach forms, or devices that measure the intensity of transmitted light are so-called turbidimeters, e.g. from the Sigrist company. The inconvenience of the devices in question is the necessity to frequently clean the glass walls from deposits in the measuring chamber and the necessity to regulate the flow of the tested flowing liquid. The disadvantage is also the aging of the filament of the bulb, as a result of which the luminous flux changes without changing the opacity of the liquid. that the device consists of two parallel and adjoining channels: measurement and compensation channels, between which the light source is placed. In both channels there are, in front of the light source, prisms and optical systems, on both sides of the test chambers suspension. The chamber is located in both 10 15 20 25 30 channels, while its part located in the measurement channel is larger than the part located in the compensation channel In both channels, behind the optics, there are light filters and photoelements, connected to electric pulse amplifiers. The amplifier located in the measuring channel is connected to the shaping amplifier, which is connected to the meter via a safety block. On the other hand, the impulse amplifier located in the compensating channel is connected by negative feedback to the light source. The advantage of the device, according to the invention, is that it eliminates the troublesome cleaning of the glass parts of the measuring cell and inaccuracies resulting from the aging of the fiber. light bulbs, which occurs in known devices. In addition, the advantage of the device is the possibility of obtaining a direct and continuous determination of the content of suspended solids in g / m3 at different depths of the tested liquid. The subject of the invention is shown schematically in the drawing. The device consists of two parallel positions. channels: measuring channel 1 and compensation channel 2, between which the light source 3 is placed. In both channels 1 and 2 there are light sources 3, prism 4 and 5 and optical systems 6 and 7, comprising two sides of chambers 8 containing the test suspension. The chamber 8 is located in both channels 1 and 2, with its part located in the measurement channel 1, 124 481 124 481, is larger than the part located in the compensation channel 2, in both channels 1 and 2, behind the optics 6 and 7 there are light filters 9 and 10 and photoelements 11 and 12, connected to the electric pulse amplifiers 13 and 14. The amplifier 13, located in the measurement channel 1, is connected to the characterization amplifier 15, which through the protection block The seal 16 is connected to the meter 17. However, the amplifier 14, located in the compensation channel 2, is connected by negative feedback to the light source 3. The operation of the suspension determination device, according to the invention, is based on the fact that the photoelement 12 controls the electric pulse amplifier 14, which acts on the light source 3 through negative feedback, so that the current of the photoelement 12 is always constant. If the amount of suspension that is in the compensation channel 2 changes, the current of the photoelement 12 also changes. Then the electric pulse amplifier 14 changes the current of the light source 3 so as to restore the equilibrium state: I3 = const = Qa = const. where: I2 is the intensity of the photoelement 1.2 current, Oj is the light flux after passing through the part of the measuring chamber 8 located in the compensation channel 2. The same light beam QL = Q2 will be in the measurement channel 1. The light weakening measured by the photoelement 11 being a measure of metativity, it is caused by a layer of suspension with a thickness d. Absorption of the light flux in the layer d ± has no influence on the measurement result, because it is balanced by a layer of suspension in the compensation channel 2. The current of the photoelement 11 is amplified by the electric pulse amplifier 13. The characteristic shaping amplifier 15 has the task of changing the characteristics so that the output signal, which is indicated by the meter 17, is a linear metativity function. The safety block 16 is designed to protect the meter 17 against damage in the event of a sudden change in metering. Patent claim Device for determining the content of suspensions, containing a chamber with the tested suspension, a light source, photoelements and optics with filters, characterized by the fact that it consists of consists of two parallel and adjacent channels: the measurement channel (1) and the compensation channel (2), between which the light source (3) is located, while in both channels (1) and (2) they are located on light sources (3), prisms (4) and (5) and optical systems (6) and (7), covering on both sides the chamber (8) with the tested suspension, which chamber (8) is located in both channels (1) and (2) so that its part located in the measurement channel (1) is larger than the part located in the compensation channel (2), and in both channels (1) and (2), behind the optics (6) and (7), there are light filters (9) and (10) and photoelements (11) and (12) connected to the electric pulse amplifiers (13) and (14), the amplifier (13) in the measuring channel (1) being connected to the characterization amplifier (15) which, via the block the safety device (16) is connected to the meter (17), while the amplifier (14), located in the compensation channel (2), is connected by negative feedback to the light source (3). 3 if n f $ fs n m LDD Z-d 2, z. 491/1400/84/26, ii. 90 + 20 eg. Price PLN 100 PL