RU2087903C1 - Automatic concentration metering device - Google Patents

Automatic concentration metering device Download PDF

Info

Publication number
RU2087903C1
RU2087903C1 RU93018188A RU93018188A RU2087903C1 RU 2087903 C1 RU2087903 C1 RU 2087903C1 RU 93018188 A RU93018188 A RU 93018188A RU 93018188 A RU93018188 A RU 93018188A RU 2087903 C1 RU2087903 C1 RU 2087903C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deflector
reference cell
lens
radiation
cell
Prior art date
Application number
RU93018188A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93018188A (en
Inventor
Лариса Завеновна Казарян
Original Assignee
Лариса Завеновна Казарян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лариса Завеновна Казарян filed Critical Лариса Завеновна Казарян
Priority to RU93018188A priority Critical patent/RU2087903C1/en
Publication of RU93018188A publication Critical patent/RU93018188A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2087903C1 publication Critical patent/RU2087903C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: optical material composition analyzers. SUBSTANCE: device has radiation source, optical system for shaping two light beams, working and reference trays, and light detectors connected into differential circuit, as well as amplifier and control unit. Introduced in device is deflector whose electrodes are connected to control unit output. Inclined side wall of reference tray is made as 180 deg. segment of collecting lens and working surface of tray is shaped to obey law ensuring linearity of device transformation equation. Electric signal in deflector electrode circuit is directly proportional to concentration being measured. EFFECT: improved measurement accuracy. 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим анализаторам состава веществ, предназначено для автоматического определения оптической плотности и концентрации компонентов различных смесей и растворов и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. The invention relates to measuring equipment, namely to optical analyzers of the composition of substances, is intended to automatically determine the optical density and concentration of components of various mixtures and solutions and can be used in chemical, food and other industries.

Известно устройство для автоматического измерения концентрации [1] содержащее источник излучения, оптическую систему формирования измерительного и сравнительного каналов и расположенные соответственно в этих каналах рабочую, эталонную кюветы и приемники излучения, включенные по дифференциальной схеме и электрически соединенные с усилителем, выход которого подключен к блоку управления. A device for automatic concentration measurement [1] containing a radiation source, an optical system for forming the measuring and comparative channels and located respectively in these channels, working, reference cuvettes and radiation receivers, connected by differential circuit and electrically connected to an amplifier, the output of which is connected to the control unit .

Недостатками описанного устройства являются недостаточное быстродействие и сложность конструкции из-за наличия кинематических передач и перемещаемых элементов. The disadvantages of the described device are the lack of speed and design complexity due to the presence of kinematic gears and movable elements.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является автоматический рефрактометр типа АР-1 [2] содержащий источник излучения, оптическую систему формирования светового потока, рабочую и эталонную кюветы, объектив из двух линз, приемники излучения, включенные по дифференциальной схеме и соединенные с усилителем. Closest to the proposed technical solution is an automatic refractometer of the type AR-1 [2] containing a radiation source, an optical system for generating the light flux, a working and reference cell, a two-lens lens, radiation receivers connected by a differential circuit and connected to an amplifier.

Недостатками описанного прибора являются сложность и ненадежность конструкции и низкое быстродействие. The disadvantages of the described device are the complexity and unreliability of the design and low speed.

Задачей изобретения является повышение надежности и быстродействия устройства. The objective of the invention is to increase the reliability and speed of the device.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 показан ход лучей в эталонной кювете, на фиг. 3 вид эталонной кюветы в аксонометрической проекции. In FIG. 1 shows a functional diagram of the device, FIG. 2 shows the course of the rays in the reference cuvette, in FIG. 3 view of a reference cell in axonometric projection.

Устройство (фиг. 1) построено по двухлучевой схеме и содержит источник излучения 1, зеркала 2 и 3 (зеркало 2 полупрозрачное), рабочую 4 и эталонную 5 кюветы, приемники излучения 6 и 7, включенные по мостовой схеме, плечами которой являются резисторы 8, 9 и 10, усилитель 11, блок управления 12, дефлектор 13 с электродами 14, поляризатор 15, линзу 16 и нагрузочные резисторы (делитель напряжения) 17. Выход усилителя 11 соединен с входом блока управления 12, выход которого электрически связан с электродами 14 дефлектора 13. The device (Fig. 1) is constructed according to a two-beam scheme and contains a radiation source 1, mirrors 2 and 3 (mirror 2 translucent), a working 4 and a reference 5 cell, radiation receivers 6 and 7, connected by a bridge circuit, the shoulders of which are resistors 8, 9 and 10, an amplifier 11, a control unit 12, a deflector 13 with electrodes 14, a polarizer 15, a lens 16 and load resistors (voltage divider) 17. The output of the amplifier 11 is connected to the input of the control unit 12, the output of which is electrically connected to the electrodes 14 of the deflector 13 .

Дефлектор осуществляет непрерывное управление направлением распространения луча в пространстве под действием электрического сигнала. На схеме показан электрооптический дефлектор, в котором угол α отклонения поляризованного светового луча определяется величиной напряженности электрического поля, приложенного к его электродам. При использовании электрооптического дефлектора перед дефлектором устанавливается поляризатор. The deflector provides continuous control of the direction of propagation of the beam in space under the influence of an electric signal. The diagram shows an electro-optical deflector in which the deflection angle α of the polarized light beam is determined by the magnitude of the electric field applied to its electrodes. When using an electro-optical deflector, a polarizer is installed in front of the deflector.

Блок управления 12 предназначен для формирования под действием усиленного сигнала рассогласования напряжения, подаваемого на отклоняющие электроды дефлектора, с целью получения необходимого угла a отклонения луча. В общем случае блок управления 12 представляет собой электронный регулятор, реализованный, например, на операционных усилителях, он включает в себя также необходимые согласующие и усилительные элементы для стыковки с дефлектором. В частности, в качестве блока управления может быть использован цифровой астатический регулятор. The control unit 12 is designed to generate under the action of an amplified signal a mismatch in the voltage supplied to the deflecting electrodes of the deflector, in order to obtain the necessary beam deflection angle a. In the General case, the control unit 12 is an electronic controller, implemented, for example, on operational amplifiers, it also includes the necessary matching and amplifying elements for docking with the deflector. In particular, a digital astatic controller can be used as a control unit.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1). Рабочая кювета 4 заполняется анализируемым раствором с концентрацией Cх, а эталонная кювета 5 заполняется эталонным раствором того же вещества с концентрацией Cэт.The device operates as follows (Fig. 1). The working cell 4 is filled with the analyzed solution with a concentration of C x , and the reference cell 5 is filled with a reference solution of the same substance with a concentration of C et .

В начальный момент времени вследствие неодинаковой оптической плотности анализируемого и эталонного растворов в кюветах 4 и 5 приемники излучения 6 и 7 освещаются неодинаково. Из-за неравенства их фототоков на измерительной диагонали моста возникает напряжение DU разбаланса, которое усиливается усилителем 11 и подается на вход блока управления 12, который в зависимости от величины ΔU формирует напряжение, подаваемое на электроды 14 дефлектора 13. В соответствии с величиной напряжения, поданного на электроды дефлектора, изменяется угол α отклонения светового луча на выходе из дефлектора, а следовательно, и длина оптического пути луча в эталонной кювете 5. При этом происходит изменение (уменьшение или увеличение) толщины lэт фотометрируемого слоя эталонного раствора до тех пор, пока интенсивности световых потоков на выходах из рабочей 4 и эталонной 5 кювет не станут равны друг другу. Тогда приемники излучения 6 и 7 оказываются одинаково освещенными, их фототоки равны и напряжение DU разбаланса моста становится равным нулю.At the initial moment of time, due to the unequal optical density of the analyzed and reference solutions in cuvettes 4 and 5, radiation detectors 6 and 7 are illuminated differently. Due to the inequality of their photocurrents, an unbalance voltage DU arises on the measuring diagonal of the bridge, which is amplified by the amplifier 11 and supplied to the input of the control unit 12, which, depending on the ΔU value, generates the voltage supplied to the electrodes 14 of the deflector 13. In accordance with the magnitude of the voltage supplied to the electrodes of the deflector, the angle α of the deviation of the light beam at the exit of the deflector changes, and therefore the length of the optical path of the beam in the reference cell 5. This changes (decreases or increases) the thickness other l et photometric layer of the reference solution until the intensities of the light fluxes at the exits from the working 4 and reference 5 ditches are equal to each other. Then the radiation detectors 6 and 7 are equally illuminated, their photocurrents are equal, and the bridge unbalance voltage DU becomes equal to zero.

В состоянии равновесия каждому значению оптической плотности и концентрации Cx анализируемого раствора соответствует определенный угол α отклонения луча и определенная величина напряжения, подаваемого на электроды дефлектора. Выходной сигнал Uвых снимается с резистора 17, включенного в цепь управляющих электродов дефлектора.In equilibrium, each value of the optical density and concentration C x of the analyzed solution corresponds to a certain angle α of the beam deflection and a certain amount of voltage supplied to the electrodes of the deflector. The output signal U o is removed from the resistor 17 included in the control electrode circuit of the deflector.

Одна из граней (EG) эталонной кюветы устанавливается параллельно оптической оси прибора. Наклонная стенка (AE) эталонной кюветы выполнена в виде 180o-го сегмента плоско-выпуклой линзы, являющейся частью объектива. Дефлектор должен быть установлен в фокальной плоскости этой линзы на оптической оси прибора, то есть расстояние d от дефлектора до эталонной кюветы должно быть равно фокусному расстоянию линзы, которое определяется кривизной ее поверхности и материалом, из которого она изготовлена. Эта линза направляет все падающие на нее от дефлектора под различными углами лучи параллельно оптической оси прибора. Вторая линза объектива также выполнена в виде 180o-го сегмента плоско-выпуклой линзы и расположена параллельно первой линзе (наклонной стенке эталонной кюветы), но смещена относительно нее на расстояние Z вдоль оптической оси. Эта линза фокусирует падающие на нее от первой линзы параллельные лучи и собирает их в своем побочном фокусе, расположенном на оптической оси прибора, где находится соответствующий приемник излучения 7. Как показано на чертеже, ход лучей в кювете и объективе определяется законами геометрической оптики. Изменяя расстояние Z между эталонной кюветой 5 и второй линзой объектива при настройке прибора, добиваются фокусировки лучей на приемник излучения, установленный на том или ином расстоянии от дефлектора. Конструкцией может быть предусмотрена жесткая связь двух линз объектива и эталонной кюветы с возможностью плавного изменения расстояния между линзами при юстировке прибора. В частности, при Z=0 обе линзы могут быть выточены из наклонной стенки эталонной кюветы, то есть наклонная стенка эталонной кюветы будет выполнена в виде объектива из двух 180o-х сегментов собирающих линз со смещенными относительно друг друга центрами.One of the faces (EG) of the reference cell is installed parallel to the optical axis of the device. The inclined wall (AE) of the reference cell is made in the form of the 180 o -th segment of a plano-convex lens, which is part of the lens. The deflector must be installed in the focal plane of this lens on the optical axis of the device, that is, the distance d from the deflector to the reference cell should be equal to the focal length of the lens, which is determined by the curvature of its surface and the material from which it is made. This lens directs all rays incident on it from the deflector at various angles parallel to the optical axis of the device. The second lens of the lens is also made in the form of the 180 o -th segment of a plano-convex lens and is located parallel to the first lens (the inclined wall of the reference cell), but is offset relative to it by a distance Z along the optical axis. This lens focuses parallel rays incident on it from the first lens and collects them in its side focus, located on the optical axis of the device, where the corresponding radiation receiver 7 is located. As shown in the drawing, the path of the rays in the cuvette and lens is determined by the laws of geometric optics. By changing the distance Z between the reference cuvette 5 and the second lens of the lens when setting up the device, they achieve focusing of the rays on the radiation receiver mounted at a particular distance from the deflector. The design may provide for a rigid connection between two lenses of the lens and the reference cell with the possibility of a smooth change in the distance between the lenses when aligning the device. In particular, at Z = 0, both lenses can be turned from the inclined wall of the reference cell, that is, the inclined wall of the reference cell will be made in the form of a lens of two 180 o segments of collecting lenses with centers displaced relative to each other.

Для получения линейной статической характеристики устройства во всем рабочем диапазоне измерения, то есть для того, чтобы выходной сигнал Uвых устройства был прямо пропорционален измеряемой концентрации Cx и оптической плотности Dx, следует отпрофилировать рабочую поверхность эталонной кюветы. Профиль рабочей поверхности эталонной кюветы определяется совокупностью точек ее поверхности, расположенных на расстоянии r(α) от точки О дефлектора. Точка О является центром полярной системы координат. Ниже приведен вывод формулы для расчета профиля рабочей поверхности эталонной кюветы, при котором обеспечивается линейная статическая характеристика устройства.For linear static characteristic of the device over the entire operating range of the measurement, i.e. to the output U O devices was directly proportional to the measured concentration C x and optical density D x, working surface should otprofilirovat reference cuvette. The profile of the working surface of the reference cell is determined by the set of points on its surface located at a distance r (α) from the point O of the deflector. Point O is the center of the polar coordinate system. The following is the conclusion of the formula for calculating the profile of the working surface of the reference cell, which provides a linear static characteristic of the device.

При известном угле θ наклона боковой грани (AE) эталонной кюветы к основанию (EG) и при фиксированном значении текущего угла a отклонения луча можно определить расстояние r от дефлектора до поверхности собирающей линзы
наклонной стенки кюветы. Как видно из фиг. 2, угол
b=θ-α.
For a known angle θ of inclination of the lateral face (AE) of the reference cell to the base (EG) and for a fixed value of the current beam deflection angle a, we can determine the distance r from the deflector to the surface of the collecting lens
inclined wall of the cell. As can be seen from FIG. 2, angle
b = θ-α.

Величина r=r1+r2.The value of r = r 1 + r 2 .

Из DAOD

Figure 00000002

где b высота DOAB.From DAOD
Figure 00000002

where b is the DOAB height.

Из DABD
r2=b ctgβ=d sinα ctg(θ-α).
From dabd
r 2 = b ctgβ = d sinα ctg (θ-α).

Тогда величина
r=r1+r2=d cosα+d sinα ctg(θ-α).
Then the quantity
r = r 1 + r 2 = d cosα + d sinα ctg (θ-α).

С другой стороны, как видно из фиг. 2:
r=ρ(α)+lэт (1)
где ρ(α) профиль рабочей поверхности эталонной кюветы, определяемый как расстояние от точки O дефлектора до рабочей поверхности эталонной кюветы,
lэт толщина фотометрируемого слоя эталонной кюветы, то есть длина оптического пути луча в эталонной кювете.
On the other hand, as can be seen from FIG. 2:
r = ρ (α) + l et (1)
where ρ (α) is the profile of the working surface of the reference cuvette, defined as the distance from the point O of the deflector to the working surface of the reference cuvette,
l et is the thickness of the photometric layer of the reference cuvette, that is, the length of the optical path of the beam in the reference cuvette.

Из уравнения (1) получим
lэт=r-ρ(α)=d cosα+d sinα ctg(θ-α)-ρ(α) (2)
Если уравнение преобразования непрерывного дефлектора имеет вид
α=f(U, b1, b2 ... bn), (3)
где U напряжение, приложенное к электродам дефлектора;
b1, b2 bn параметры дефлектора,
то для получения линейной статической характеристики устройства следует иметь эталонную кювету с уравнением преобразования вида

Figure 00000003

где K коэффициент преобразования кюветы;
F функция, обратная функции f и содержащая те же параметры, то есть для нее выполняется равенство F[f(x)]X (x аргумент функции).From equation (1) we obtain
l et = r-ρ (α) = d cosα + d sinα ctg (θ-α) -ρ (α) (2)
If the continuous deflector transformation equation has the form
α = f (U, b 1 , b 2 ... b n ), (3)
where U is the voltage applied to the electrodes of the deflector;
b 1 , b 2 b n deflector parameters,
then to obtain a linear static characteristic of the device, you should have a reference cell with the equation of transformation of the form
Figure 00000003

where K is the cell conversion coefficient;
F is a function that is the inverse of f and contains the same parameters, that is, it satisfies the equality F [f (x)] X (x is the argument of the function).

Экспериментально установлено, что оптимальным является K=0,25. It was experimentally established that K = 0.25 is optimal.

Подставив в уравнение (4) значение толщины lэт фотометрируемого слоя эталонной кюветы в соответствии с выражением (2), получим

Figure 00000004

Из этого уравнения (5) получим формулу для расчета профиля рабочей поверхности эталонной кюветы в полярных координатах относительно точки O:
Figure 00000005

или
Figure 00000006

При таком профиле рабочей поверхности эталонной кюветы получим линейное уравнение преобразования устройства.Substituting in equation (4) the value of the thickness l et photometric layer of the reference cell in accordance with expression (2), we obtain
Figure 00000004

From this equation (5) we obtain the formula for calculating the profile of the working surface of the reference cell in polar coordinates relative to point O:
Figure 00000005

or
Figure 00000006

With this profile of the working surface of the reference cell, we obtain a linear equation for the conversion of the device.

Действительно при подстановке выражения (6) в уравнение (2) будем иметь

Figure 00000007

то есть получим уравнение (4). Тогда, подставив в это уравнение выражение (3) для угла α и учитывая математическое свойство обратных функций, получим
Figure 00000008

Отсюда
U=Klэт.Indeed, when substituting expression (6) into equation (2), we have
Figure 00000007

that is, we obtain equation (4). Then, substituting expression (3) for the angle α into this equation and taking into account the mathematical property of the inverse functions, we obtain
Figure 00000008

From here
U = Kl et .

Выходной сигнал устройства
Uвых=KдU=KдKlэт=klэт, (7)
где Kд коэффициент преобразования делителя напряжения 17.
Device output
U o = K d U = K d Kl et = kl et , (7)
where K d the conversion factor of the voltage divider 17.

Так как из равенства
Cxlp=Cэтlэт
следует, что

Figure 00000009
, (8)
то после подстановки (8) в (7) получим уравнение преобразования устройства:
Figure 00000010

где
Figure 00000011
коэффициент преобразования устройства.Since from equality
C x l p = C et l et
follows that
Figure 00000009
, (8)
then, after substituting (8) in (7), we obtain the equation for the conversion of the device:
Figure 00000010

Where
Figure 00000011
device conversion factor.

Таким образом, если при имеющемся типе дефлектора с заданной статической характеристикой профиль рабочей поверхности эталонной кюветы рассчитать по формуле (6), то устройство будет иметь линейное уравнение преобразования вида (9), то есть во всем рабочем диапазоне выходной сигнал Uвых устройства прямо пропорционален измеряемой концентрации Cx.Thus, if for the existing type of deflector with a given static characteristic, the profile of the working surface of the reference cell is calculated using formula (6), then the device will have a linear transformation equation of the form (9), that is, in the entire operating range, the output signal U of the output device is directly proportional to the measured concentration of C x .

В частном случае, если выбран дефлектор с линейной статической характеристикой вида
α=K1U,
где K1 коэффициент преобразования дефлектора,
то для получения линейного уравнения преобразования устройства профиль рабочей поверхности эталонной кюветы должен быть рассчитан по формуле

Figure 00000012

где K коэффициент преобразования эталонной кюветы, выбираемый при расчете.In the particular case, if a deflector with a linear static characteristic of the form
α = K 1 U,
where K 1 the conversion coefficient of the deflector,
then, to obtain a linear equation for the conversion of the device, the profile of the working surface of the reference cell must be calculated by the formula
Figure 00000012

where K is the coefficient of conversion of the reference cell, selected in the calculation.

Если принять угол θ 90o, то есть исключить стенки кюветы, то из уравнений (6) и (10) получим соответственно уравнения

Figure 00000013

и
Figure 00000014

Геометрические размеры кюветы определяются диапазоном ΔCx измеряемых концентраций, максимальным углом αmax отклонения дефлектора и расстоянием d между дефлектором и эталонной кюветой. Как видно из фиг. 2, высота h основания кюветы
h=dtgαmax.If we take the angle θ 90 o , that is, to exclude the walls of the cell, then from equations (6) and (10) we obtain, respectively, the equation
Figure 00000013

and
Figure 00000014

The geometric dimensions of the cell are determined by the range ΔC x of the measured concentrations, the maximum deflector deflection angle α max and the distance d between the deflector and the reference cell. As can be seen from FIG. 2, height h of the base of the cell
h = dtgα max .

Для линейного дефлектора

Figure 00000015
,
где C max x верхняя граница диапазона измерения концентрации.For a linear deflector
Figure 00000015
,
where c max x upper limit of the concentration measurement range.

Тогда

Figure 00000016
.Then
Figure 00000016
.

Предлагаемое устройство благодаря исключению всех механических узлов и использованию дефлектора, управляемого электрическим сигналом, обладает повышенным быстродействием и высокой эксплуатационной надежностью, а оптимизация конструкции эталонной кюветы обеспечивает при этом повышенную точность измерения. The proposed device due to the exclusion of all mechanical components and the use of a deflector controlled by an electric signal, has increased speed and high operational reliability, while optimizing the design of the reference cell provides increased measurement accuracy.

Узел дефлектора включает в себя собственно дефлектор и элементы, необходимые для получения заданных параметров отклонения луча. Для увеличения угла отклонения луча при небольших управляющих напряжениях на электродах может быть использован многопризменный дефлектор либо мультидефлектор, представляющий собой несколько последовательно включенных дефлекторов. Для увеличения максимального угла отклонения и расширения диапазона измерения могут быть использованы также и специальные оптические элементы, позволяющие при малых входных углах отклонения получать большие углы отклонения светового луча на выходе оптические умножители угла. The deflector assembly includes the deflector itself and the elements necessary to obtain the specified beam deflection parameters. To increase the angle of deflection of the beam with small control voltages on the electrodes, a multi-prism deflector or a multi-deflector, which consists of several deflectors connected in series, can be used. To increase the maximum deflection angle and expand the measuring range, special optical elements can also be used, which allow for small input deflection angles to obtain large deflection angles of the light beam at the output of the optical angle multipliers.

Автоматическая настройка прибора на ноль может быть предусмотрена использованием двумерного дефлектора с горизонтально и вертикально отклоняющими электродами при соответствующей конструкции эталонной кюветы. В этом случае отпрофилированная стенка эталонной кюветы 5 должна быть изготовлена из оптически поглощающего материала с равномерно возрастающей по высоте кюветы оптической плотностью. Тогда в зависимости от режима работы прибора выход блока управления подключается к вертикально или горизонтально отклоняющим электродам дефлектора и отклонение луча будет происходить в двух взаимно перпендикулярных направлениях соответственно в режиме измерения по горизонтали, а в режиме автоматической настройки по вертикали (по высоте кюветы) с фиксацией установленного положения луча. Таким образом, достигается компенсация погрешности измерения, возникающей вследствие образования различных налетов и загрязнений на стенках рабочей и эталонной кювет, а также элементов оптической системы линз, фильтров. Automatic adjustment of the device to zero can be provided using a two-dimensional deflector with horizontally and vertically deflecting electrodes with the corresponding design of the reference cell. In this case, the profiled wall of the reference cell 5 should be made of optically absorbing material with an optical density uniformly increasing along the height of the cell. Then, depending on the operating mode of the device, the output of the control unit is connected to vertically or horizontally deflecting electrodes of the deflector and the beam will deviate in two mutually perpendicular directions, respectively, in the horizontal measurement mode and in the automatic vertical adjustment mode (along the height of the cuvette) with fixation set beam position. Thus, compensation is achieved for the measurement error arising from the formation of various deposits and contaminants on the walls of the working and reference cells, as well as elements of the optical system of lenses and filters.

Как следует из вышеизложенного, отсутствие в предлагаемом устройстве каких-либо механических узлов и перемещающихся деталей приводит к существенному упрощению конструкции, повышению надежности и быстродействия, увеличению точности измерения. As follows from the foregoing, the absence in the proposed device of any mechanical components and moving parts leads to a significant simplification of the design, increased reliability and speed, increased measurement accuracy.

Claims (1)

Устройство для автоматического измерения концентраций, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучения оптическую систему формирования измерительного и сравнительного каналов, расположенные в этих каналах рабочую, эталонную кюветы и приемники излучения, включенные по дифференциальной схеме и электрически соединенные с усилителем, выход которого подключен к входу блока управления, и объектив из двух линз, отличающееся тем, что дефлектор расположен между источником излучения и эталонной кюветой и выполнен в виде электрооптического дефлектора, электроды которого соединены с выходом блока управления, линзы объектива выполнены в виде сегментов собирающих линз, параллельных друг другу на регулируемом расстоянии и расположенных между эталонной кюветой и соответствующим приемником излучения, расположенным в фокусе объектива, при этом первый по ходу излучения сегмент собирающей линзы является второй по ходу излучения стенкой эталонной кюветы, профиль рабочей поверхности ρ(α) и высота основания h которой определяются соответственно по формулам
ρ(α)=d cosα+d sinα ctg(θ-α) -
Figure 00000017

Figure 00000018

где d расстояние от дефлектора до эталонной кюветы, равное фокусному расстоянию линзы;
α - текущий угол отклонения луча дефлектором;
αmax - максимально возможный для данного типа дефлектора угол отклонения;
θ - угол наклона боковой стенки эталонной кюветы к оптической оси;
F(α, b1, b2 ... bn) - функция, обратная функции преобразования дефлектора;
lр толщина фотометрируемого слоя рабочей кюветы;
Cэт концентрация эталонного раствора;
C max x - верхняя граница диапазона измерения концентрации;
K 0,25 коэффициент преобразования кюветы.
A device for automatic concentration measurement, containing a radiation source and an optical system for forming the measuring and comparative channels located along the radiation, working, reference cuvettes and radiation receivers located in these channels, connected by a differential circuit and electrically connected to an amplifier, the output of which is connected to the input of the unit control, and a lens of two lenses, characterized in that the deflector is located between the radiation source and the reference cell and is made in the form of an electric of the optical deflector, the electrodes of which are connected to the output of the control unit, the objective lenses are made in the form of collecting lens segments parallel to each other at an adjustable distance and located between the reference cell and the corresponding radiation receiver located at the focus of the lens, while the first collecting lens segment is the second wall of the reference cell along the radiation path, the profile of the working surface ρ (α) and the base height h of which are determined respectively by the formulas
ρ (α) = d cosα + d sinα ctg (θ-α) -
Figure 00000017

Figure 00000018

where d is the distance from the deflector to the reference cell, equal to the focal length of the lens;
α is the current beam deflection angle by the deflector;
α max is the maximum deviation angle possible for this type of deflector;
θ is the angle of inclination of the side wall of the reference cell to the optical axis;
F (α, b 1 , b 2 ... b n ) is the inverse of the deflector transform function;
l p the thickness of the photometric layer of the working cell;
C e t the concentration of the standard solution;
C max x - the upper limit of the range of measurement of concentration;
K 0.25 cell conversion coefficient.
RU93018188A 1993-04-08 1993-04-08 Automatic concentration metering device RU2087903C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93018188A RU2087903C1 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Automatic concentration metering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93018188A RU2087903C1 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Automatic concentration metering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93018188A RU93018188A (en) 1995-07-20
RU2087903C1 true RU2087903C1 (en) 1997-08-20

Family

ID=20139947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93018188A RU2087903C1 (en) 1993-04-08 1993-04-08 Automatic concentration metering device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2087903C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Бегунов В.Н. и др. Автоматические приборы для измерения концентрации суспензий. - М., 1979, с. 98 - 99. 2. Гринштейн М.М. и др. Фотоэлектрические концентратомеры для автоматического контроля и регулирования. - М.: Машиностроение, 1966, с. 134 - 138. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4589773A (en) Position detecting system
US7495754B2 (en) Differential refractometer and its adjusting method
US4547071A (en) Method and apparatus for measuring density gradient
JPH0652170B2 (en) Optical imaging type non-contact position measuring device
US4037958A (en) Apparatus for determining photoelectrically the position of at least one focusing plane of an image
RU2087903C1 (en) Automatic concentration metering device
US5153666A (en) Method and apparatus for detecting concentration gradients
KR102246791B1 (en) Focusing and leveling device
US3416865A (en) Optical density measuring system
CN112557321B (en) Method, device and system for measuring light energy absorption rate of substance
JPS6244201B2 (en)
Matsumoto et al. Automatic recording laser interferometer for line standards up to 2 m
Mcintyre et al. Absolute Light-Scattering Photometer: I. Design and Operation
JPS60200108A (en) Optical type thickness measuring method and apparatus thereof
US3438712A (en) Magneto-optical displacement sensing device
US5110208A (en) Measurement of average density and relative volumes in a dispersed two-phase fluid
RU2086945C1 (en) Method of measurement of divergence angle of collimated bundle of rays
RU2008651C1 (en) Device for measuring concentration
SU744242A1 (en) Apparatus for measuring angular fluctuations of light radiation
JP2005148027A (en) Device for measuring refractive index, and concentration measuring device
JP2000266545A (en) Inclination setting rotary laser
RU2082193C1 (en) Photoelectronic device for adjustment of optical system
JPS60244802A (en) Distance measuring instrument
RU1796901C (en) Device for contact-free measuring items profile
RU2006792C1 (en) Device for measurement of radius of curvature of surface of part