RU19586U1

RU19586U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF ETHYL ALCOHOL IN AQUEOUS SOLUTIONS

Info

Publication number: RU19586U1
Application number: RU2001109861/20U
Authority: RU
Inventors: В.Н. Жогун; З.А. Магомедов; Ф.Л. Визен; В.М. Епихин; Н.А.-о. Аскеров; В.И. Косарев; В.Ф. Евстифеев; Г.М. Пегов; А.А. Огородников; Ю.В. Безносов
Original assignee: Жогун Владимир Николаевич; Магомедов Зайнутдин Абдулкадырович; Визен Феликс Львович; Епихин Вячеслав Михайлович; Аскеров Низами Аскер-оглы; Косарев Владимир Иванович; Евстифеев Валерий Федорович; Пегов Геннадий Михайлович; Огородников Александр Александрович; Безносов Юрий Васильевич
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2001-09-10

Abstract

Устройство определения концентрации этилового спирта в водных растворах, содержащее установленные на одной оптической оси источник света, блок формирующей оптики, акустооптический фильтр с электрическим входом и оптическими входом и выходом, светоделительную пластину, а также зеркало для получения двух идентичных оптических каналов, каждый из которых содержит прозрачную кювету для исследуемой и эталонной спирто-водной смесей соответственно, фотоприемник с оптическим входом и электрическим выходом и блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные синтезатор частоты, усилитель мощности и согласующий блок подключен к электрическому входу акустооптического фильтра, отличающееся тем, что между оптическими выходами прозрачных кювет и оптическими входами фотоприемника соответственно установлены обтюратор с блоком синхронизации, выход которого соединен с первым входом блока управления, и собирающая линза, а между электрическим выходом фотоприемника и вторым входом блока управления включены последовательно соединенные блок компенсации темнового тока и АЦП, причем другой вход блока компенсации темнового тока соединен со вторым выходом блока управления, между третьим выходом которого и электрическим входом источника света включен управляемый источник питания, при этом обе прозрачные кюветы заключены в общую металлическую обойму.A device for determining the concentration of ethyl alcohol in aqueous solutions, containing a light source mounted on one optical axis, a forming optics unit, an acousto-optical filter with an electrical input and optical input and output, a beam splitter plate, and a mirror for receiving two identical optical channels, each of which contains a transparent cuvette for the test and reference alcohol-water mixtures, respectively, a photodetector with an optical input and an electrical output and a control unit, the first output is a cat Or through a series-connected frequency synthesizer, a power amplifier and matching unit, it is connected to the electrical input of an acousto-optical filter, characterized in that between the optical outputs of the transparent cells and the optical inputs of the photodetector, respectively, a shutter with a synchronization unit, the output of which is connected to the first input of the control unit, and collecting the lens, and between the electrical output of the photodetector and the second input of the control unit are connected in series to the compensation unit ovogo current and ADC, and other input dark current compensation block coupled to the second output of the control unit, between the third and the output of which an electrical input light source included controllable power source, with both transparent cuvettes are enclosed in a common metal cage.

Description

20012001

Устройство определения концентрации этилового снирта в водных растворахA device for determining the concentration of ethyl snirt in aqueous solutions

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может найти применение в системах контроля качества алкогольной продукции, в частности контроля концентрации этилового спирта в водно-спиртовых и более сложных смесях - продукции производства вино-водочной промышленности.The utility model relates to the food industry and can find application in systems for controlling the quality of alcoholic beverages, in particular, monitoring the concentration of ethyl alcohol in water-alcohol and more complex mixtures - products from the wine-vodka industry.

Наиболее близким к заявленному является устройство определения концентрации этилового спирта в водных растворах, содержашее установленные на одной оптической оси источник света, блок формирующей оптики, акустооптический фильтр с электрическим входом и оптическими входом и выходом, светоделительную пластину, а также зеркало для получения двух идентичных оптических каналов, каждый из которых содержит прозрачную кювету для исследуемой и эталонной спирто-водной смесей соответственно, фотоприемник с оптическим входом и электрическим выходом и блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные синтезатор частоты, усилитель мощности и согласующий блок подключен к электрическому входу акустооптического фильтра (см. например, свидетельство на полезную модель RU № 13979 класс G 01 J 3/18, 2000 г.).Closest to the claimed one is a device for determining the concentration of ethyl alcohol in aqueous solutions, containing a light source, a forming optics block, an acousto-optic filter with an electrical input and optical input and output, a beam splitter, and a mirror for obtaining two identical optical channels , each of which contains a transparent cuvette for the test and reference alcohol-water mixtures, respectively, a photodetector with an optical input and an electric and a control unit, the first output of which through a series-connected frequency synthesizer, a power amplifier and matching unit is connected to the electrical input of the acousto-optical filter (see, for example, utility model certificate RU No. 13979 class G 01 J 3/18, 2000).

Недостатком данного прототипа является недостаточно высокая точность измерения.The disadvantage of this prototype is not a sufficiently high measurement accuracy.

Задачей заявленной полезной модели является повышение точности измерения.The objective of the claimed utility model is to increase the accuracy of measurement.

G 01 N33/14, G 01 J 3/18G 01 N33 / 14, G 01 J 3/18

Технический результат достигается тем, что в устройстве определения концентрации этилового спирта в водных растворах, содержащем установленные на одной оптической оси источник света, блок формирующей оптики, акустооптический фильтр с электрическим входом и оптическими входом и выходом, светоделительную пластину, а также зеркало для получения двух идентичных оптических каналов, каждый из которых содержит прозрачную кювету для исследуемой и эталонной спирто-водной смесей соответственно, фотоприемник с оптическим входом и электрическим выходом и блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные синтезатор частоты, усилитель мощности и согласующий блок подключен к электрическому входу акустооптического фильтра, между оптическими выходами прозрачных кювет и оптическими входами фотоприемника соответственно установлены обтюратор с блоком синхронизации, выход которого соединен с первым входом блока управления, и собирающая линза, а между электрическим выходом фотоприемника и вторым входом блока управления включены последовательно соединенные блок компенсации темнового тока и АЦП, причем другой вход блока компенсации темнового тока соединен со вторым выходом блока управления, между третьим выходом которого и электрическим входом источника света включен управляемый источник питания, при этом обе прозрачные кюветы заключены в общую металлическую обойму.The technical result is achieved in that in a device for determining the concentration of ethyl alcohol in aqueous solutions containing a light source mounted on a single optical axis, a forming optics unit, an acousto-optic filter with an electrical input and optical input and output, a beam splitter, and also a mirror to obtain two identical optical channels, each of which contains a transparent cuvette for the studied and reference alcohol-water mixtures, respectively, a photodetector with an optical input and an electric m output and a control unit, the first output of which through a series-connected frequency synthesizer, power amplifier and matching unit is connected to the electrical input of the acousto-optical filter, between the optical outputs of the transparent cuvettes and the optical inputs of the photodetector, respectively, a shutter with a synchronization unit, the output of which is connected to the first input of the unit control, and collecting lens, and between the electrical output of the photodetector and the second input of the control unit are connected in series e dark current compensation unit and an ADC, the other input of the dark current compensation block coupled to the second output of the control unit, between the third and the output of which an electrical input light source included controllable power source, with both transparent cuvettes are enclosed in a common metal cage.

На чертеже 1 представлено устройство определения концентрации этилового спирта в водных растворах, где источник света - 1, блок формирующей оптики - 2, акустооптический фильтр 3 с электрическим входом и оптическими входом и выходом.Figure 1 shows a device for determining the concentration of ethyl alcohol in aqueous solutions, where the light source is 1, the forming optics unit is 2, the acousto-optic filter 3 with an electrical input and optical input and output.

светоделительная пластина - 4, зеркало - 5, прозрачные кюветы - 6 и 7 с эталонной и исследуемой водно-спиртовыми смесями соответственно, обтюратор - 8, блок синхронизации - 9, собирающая линза - 10, фотоприемник - 11, блок компенсации темнового тока 12, АЦП - 13, блок управления - 14, синтезатор частоты - 15, усилитель мощности - 16, согласующий блок - 17, управляемый блок питания - 18 и металлическая обойма - 19.beam splitting plate - 4, mirror - 5, transparent cuvettes - 6 and 7 with the reference and studied water-alcohol mixtures, respectively, shutter - 8, synchronization unit - 9, collecting lens - 10, photodetector - 11, dark current compensation unit 12, ADC - 13, the control unit - 14, the frequency synthesizer - 15, the power amplifier - 16, the matching unit - 17, the controlled power supply - 18 and the metal clip - 19.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Оптический луч от источника света 1, пройдя блок формирующей оптики 2, поступает на оптический вход акустооптического фильтра 3. При поступлении на электрический вход этого фильтра электрического сигнала от первого выхода управления 14 через последовательно соединенные синтезатор частоты 15, усилитель мощности 16 и согласующий блок 17 акустооптический фильтр 3 выделяет из широкого спектра исходного луча, поступившего на его оптический вход, узкополосный оптический пучок, средняя длина волны которого задана частотой электрического сигнала, образованного на выходе синтезатора частоты 15. Этот пучок света, пройдя на оптический выход акустооптического фильтра 3, поступает на светоделительную пластину 4, где разделяется на два пучка: прошедший светоделительную пластину 4 - поступает на вход прозрачной кюветы 6, содержащей эталонную спирто-водную смесь, а отраженный от светоделительной пластины 4, еще раз отразившись от зеркала 5, поступает на вход прозрачной кюветы 7, содержащей исследуемую спирто-водную смесь. Пройдя обе прозрачные кюветы 6 и 7, лучи попадают на обтюратор 8, соединенный с блоком синхронизации 9. При вращении диска обтюратора 8 лучи поочередно пропускаются наThe optical beam from the light source 1, passing through the forming optics unit 2, enters the optical input of the acousto-optical filter 3. When an electrical signal is received at the electrical input of this filter from the first control output 14 through series-connected frequency synthesizer 15, power amplifier 16 and acousto-optic matching unit 17 the filter 3 selects from a wide spectrum of the initial beam received at its optical input, a narrow-band optical beam, the average wavelength of which is given by the frequency of the electrical signal, formed at the output of the frequency synthesizer 15. This beam of light, passing to the optical output of the acousto-optic filter 3, enters the beam splitter plate 4, where it is divided into two beams: the transmitted beam splitter plate 4 - goes to the input of a transparent cell 6 containing a reference alcohol-water mixture, and reflected from the beam splitter plate 4, once again reflected from the mirror 5, enters the entrance of a transparent cell 7 containing the studied alcohol-water mixture. After passing through both transparent cuvettes 6 and 7, the rays fall on the obturator 8 connected to the synchronization unit 9. When the obturator disk 8 is rotated, the rays are alternately transmitted to

собирающую линзу 10, которая направляет их на фотоприемник И, соединенный с первым входом блока компенсации темнового тока 12. Выход блока синхронизации 9, соединенный с первым входом блока управления 14, передает в последний сигналы, задающие моменты времени, когда на фотоприемник 11 поступают соответственно первый или второй лучи, прошедшие прозрачные кюветы 6 или 7, либо момент их блокировки. От второго выхода блока управления 14 на другой вход блока компенсации темнового блока 12 поступает сигнал компенсации темнового тока, уровень которого задается электрическим сигналом, поступающим на второй вход блока управления 14 с выхода блока темнового тока 12 через АЦП 13 в момент блокировки лучей.a collecting lens 10, which directs them to the photodetector And connected to the first input of the dark current compensation unit 12. The output of the synchronization unit 9, connected to the first input of the control unit 14, transmits to the last signals defining time instants when the first respectively arrives at the photodetector 11 or the second rays passing transparent cuvettes 6 or 7, or the moment of their blocking. From the second output of the control unit 14, the dark current compensation signal is supplied to the other input of the dark block compensation unit 12, the level of which is set by the electric signal supplied to the second input of the control unit 14 from the output of the dark current unit 12 through the ADC 13 at the time of blocking the rays.

В результате снижается погрешность, вызываемая темновым током фотоприемника 11. Расположение АЦП 13 непосредственно у блока компенсации темнового тока 12 также уменьшает погрешность, связанную с влиянием электромагнитных наводок на измерение.As a result, the error caused by the dark current of the photodetector 11 is reduced. The location of the ADC 13 directly at the dark current compensation unit 12 also reduces the error associated with the influence of electromagnetic interference on the measurement.

Кроме того, собирающая линза 10 сводит фотосигналы от эталонного и исследуемого оптических каналов на один фотоприемник 11, что также уменьшает погрешность. Управляемый блок питания 18, включенный между третьим выходом блока управления 14 и электрическим входом источника света 1, поддерживает неизменный уровень сигнала в опорном канале устройства на программно-заданной частоте, что позволяет компенсировать нестабильность элементов устройства и повысить точность измерения. Заключение двух прозрачных кювет 6 и 7 в общую металлическую обойму 12 уравнивает их температуру, что уменьшает пофешность, вызванную различием температуры указанных кювет.In addition, the collecting lens 10 reduces the photo signals from the reference and studied optical channels to a single photodetector 11, which also reduces the error. The controlled power supply 18, connected between the third output of the control unit 14 and the electrical input of the light source 1, maintains a constant signal level in the reference channel of the device at a programmed frequency, which allows you to compensate for the instability of the elements of the device and improve the measurement accuracy. The conclusion of two transparent cuvettes 6 and 7 in a common metal cage 12 equalizes their temperature, which reduces the haste caused by the difference in temperature of these cuvettes.

Claims

A device for determining the concentration of ethyl alcohol in aqueous solutions, containing a light source mounted on one optical axis, a forming optics unit, an acousto-optical filter with an electrical input and optical input and output, a beam splitter plate, and a mirror for receiving two identical optical channels, each of which contains a transparent cuvette for the test and reference alcohol-water mixtures, respectively, a photodetector with an optical input and an electrical output and a control unit, the first output is a cat Or through a series-connected frequency synthesizer, a power amplifier and matching unit, it is connected to the electrical input of an acousto-optical filter, characterized in that between the optical outputs of the transparent cells and the optical inputs of the photodetector, respectively, a shutter with a synchronization unit, the output of which is connected to the first input of the control unit, and collecting the lens, and between the electrical output of the photodetector and the second input of the control unit are connected in series to the compensation unit ovogo current and ADC, and other input dark current compensation block coupled to the second output of the control unit, between the third and the output of which an electrical input light source included controllable power source, with both transparent cuvettes are enclosed in a common metal cage.