RU2370754C1 - Stream turbidimetre with automatic purification - Google Patents
Stream turbidimetre with automatic purification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370754C1 RU2370754C1 RU2008127696/28A RU2008127696A RU2370754C1 RU 2370754 C1 RU2370754 C1 RU 2370754C1 RU 2008127696/28 A RU2008127696/28 A RU 2008127696/28A RU 2008127696 A RU2008127696 A RU 2008127696A RU 2370754 C1 RU2370754 C1 RU 2370754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitter
- photodetector
- measuring chamber
- controller
- electric drive
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поточного контроля качества воды, экологического мониторинга, измерения концентрации эмульсий и суспензий.The invention relates to the field of measuring technology and can be used for flow control of water quality, environmental monitoring, measuring the concentration of emulsions and suspensions.
Фотоэлектрические устройства для измерения концентрации взвешенной фазы в жидких средах, как правило, представляют собой оптические устройства - турбидиметры или нефелометры [Андреев B.C., Попечителев Е.П. Лабораторные приборы для исследования жидких сред. - Л.: Машиностроение. - 1981. - С.99-101].Photovoltaic devices for measuring the concentration of the suspended phase in liquid media, as a rule, are optical devices - turbidimeters or nephelometers [Andreev B.C., Popechitelev EP Laboratory instruments for the study of liquid media. - L .: Mechanical engineering. - 1981. - S.99-101].
Недостатком многих из них является загрязнение прозрачных окон излучателей и приемников, непосредственно соприкасающихся с контролируемой средой, вследствие чего погрешности измерения становятся большими, либо вообще нарушается работоспособность прибора. Существуют различные способы минимизации влияния данного фактора, например: применение механических очистителей, применение разогрева стекол, нанесение специальных антиадгезионных покрытий и т.д.The disadvantage of many of them is the contamination of the transparent windows of the emitters and receivers that are directly in contact with the controlled environment, as a result of which the measurement errors become large, or the device’s performance is generally impaired. There are various ways to minimize the influence of this factor, for example: the use of mechanical cleaners, the use of glass heating, the application of special release coatings, etc.
[Беляков В.Л. Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды. - М.: Недра. 1988. - С.133]. Все они сложны и неэффективны.[Belyakov V.L. Automation of oil and water field preparation. - M .: Subsoil. 1988. - P.133]. All of them are complex and inefficient.
Радикальным средством повышения метрологической надежности таких концентратомеров является применение логометрического принципа измерений [Фетисов B.C., Валеев В.Т. Логометрический принцип построения поточных мутномеров // Экологические системы и приборы. - 2002. - №2. - С.6-7], согласно которому осуществляется переход от измерений абсолютных значений величин к измерениям их отношений, которые свободны от многих нестабильных составляющих (в частности, от степени загрязнения окон и нестабильности излучателя). Причем лучше, если логометрический принцип реализуется с одной парой «излучатель-приемник» и вариацией т.н. параметра разделения [Беляков В.Л. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий. - М.: Недра, 1992, с.146], - т.е. такого параметра, два достаточно сильно различающиеся значения которого соответствуют различным сигналам приемника, которые можно включить в логометрическое отношение; например, в оптических концентратомерах на базе турбидиметров таким параметром разделения может быть расстояние между приемником и излучателем. Часто для реализации такого рода логометрических отношений вводят в конструкцию датчика подвижные элементы. Преимуществом такого рода реализации является использование одной и той же пары «излучатель-приемник» для формирования обоих сигналов;A radical way to increase the metrological reliability of such concentrometers is to use the ratiometric measurement principle [Fetisov B.C., Valeev V.T. The ratiometric principle of constructing flow turbidimeters // Ecological systems and devices. - 2002. - No. 2. - S.6-7], according to which the transition is made from measuring the absolute values of the quantities to measuring their relations, which are free of many unstable components (in particular, the degree of contamination of the windows and the instability of the emitter). Moreover, it is better if the ratiometric principle is implemented with one pair of "emitter-receiver" and a variation of the so-called separation parameter [Belyakov V.L. Automatic control of oil emulsion parameters. - M .: Nedra, 1992, p.146], i.e. such a parameter, two quite different values of which correspond to different signals of the receiver, which can be included in the ratiometric ratio; for example, in optical concentrators based on turbidimeters, this separation parameter may be the distance between the receiver and the emitter. Often for the implementation of this kind of ratiometric relationships, moving elements are introduced into the design of the sensor. The advantage of this kind of implementation is the use of the same pair of "emitter-receiver" for the formation of both signals;
при этом на результат не влияют загрязнения окон и нестабильность излучателя. Примером логометрического турбидиметра с подвижным элементом является [Патент США №4981362, G01N 21/47, опубл. 1 янв. 1991].however, the result is not affected by window contamination and the instability of the emitter. An example of a ratiometric turbidimeter with a movable element is [US Patent No. 4981362, G01N 21/47, publ. Jan 1 1991].
Однако при сильных загрязнениях все же приходится применять такие средства очистки окон, как механическое удаление налета с помощью периодически включаемых «дворников» [Model WW 102: Window Wiper Controller ahd Actuator: Техн. информация компании Wedgewood Technology, http://www.wedgewoodtech.com], периодический впрыск в измерительную камеру растворителей или детергентов [Беляков В.Л. Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды. - М.: Недра. - 1988. - С.133], воздействие на окна ультразвуком [VisoTurb and ViSolid - new sensors for turbidity and solid matter measurement: Техн. информация фирмы WTW. http://www.wtw.com/media/US_0_05_TSS_028_033.pdf].However, in case of severe pollution, it is still necessary to use such window cleaning agents as mechanical plaque removal using periodically switched “wipers” [Model WW 102: Window Wiper Controller ahd Actuator: Tech. information of Wedgewood Technology, http://www.wedgewoodtech.com], periodic injection of solvents or detergents into the measuring chamber [V. Belyakov Automation of oil and water field preparation. - M .: Subsoil. - 1988. - P.133], exposure to windows with ultrasound [VisoTurb and ViSolid - new sensors for turbidity and solid matter measurement: Tech. Company Information WTW. http://www.wtw.com/media/US_0_05_TSS_028_033.pdf].
Однако в случае липкой дисперсной фазы (частицы нефти, масел, парафина, битума и др.) эти средства также малоэффективны, т.к. липкие частицы органических соединений имеют хорошую адгезию со стеклом, и удалить их чисто механическим воздействием трудно. Промывка же окон химическими реагентами требует большого расхода реактивов. Кроме того, частота включения очищающих устройств обычно назначается произвольно и не является оптимальной. Слишком частое включение уменьшает общий ресурс фотометрического устройства, а слишком редкие включения приведут к ухудшению качества измерений. Поэтому логичным было бы включать очищающее устройство только по необходимости, когда загрязнения окон превышают некоторый приемлемый уровень. Причем попытки использовать для включения очистителя какое-либо пороговое значение на выходе фотоприемника хорошего результата не дает, так как сигнал фотоприемника зависит как от концентрации взвешенных частиц, так и от загрязнений окон, а значит при высокой концентрации частиц и чистых окнах будут возникать ложные непроизводительные запуски очистителя.However, in the case of a sticky dispersed phase (particles of oil, oils, paraffin, bitumen, etc.), these agents are also ineffective, because sticky particles of organic compounds have good adhesion to glass, and it is difficult to remove them by purely mechanical action. Washing windows with chemical reagents requires a large consumption of reagents. In addition, the frequency of inclusion of cleaning devices is usually assigned arbitrarily and is not optimal. Switching it on too often reduces the overall life of the photometric device, and switching it too rare will result in poor quality measurements. Therefore, it would be logical to include a cleaning device only when necessary, when the contamination of the windows exceeds some acceptable level. Moreover, attempts to use a threshold value at the output of the photodetector to turn on the purifier do not give a good result, since the photodetector signal depends both on the concentration of suspended particles and on the contamination of the windows, which means that false starts will occur with a high concentration of particles and clean windows. purifier.
Устройством, наиболее близким к предлагаемому, является фотометрический концентратомер (турбидиметр) для жидких дисперсных сред [Патент РФ на полезную модель №60220, опуб. 10.01.2007, Бюл. №1].The device closest to the one proposed is a photometric concentrator (turbidimeter) for dispersed liquid media [RF Patent for Utility Model No. 60220, publ. 01/10/2007, bull. No. 1].
Он содержит измерительную камеру с протекающей через нее контролируемой жидкостью, внутри которой смонтированы фотоприемник, направленный на него излучатель и расположенное между ними прозрачное подвижное окно, механически связанное с линейным приводом, предназначенным для перемещения окна по направлению к фотоприемнику и обратно, деформируемый разделитель сред, герметично соединяющий подвижное окно со стенкой измерительной камеры таким образом, что излучатель находится в воздушной среде, датчик перемещения, размещенный на линейном приводе, и контроллер, к выводам которого подключены соответствующие выводы излучателя, фотоприемника, линейного привода и датчика перемещения.It contains a measuring chamber with a controlled fluid flowing through it, inside which a photodetector is mounted, an emitter directed at it and a transparent movable window located between them, mechanically connected with a linear actuator designed to move the window towards the photodetector and back, a deformable media separator, hermetically sealed connecting the movable window to the wall of the measuring chamber in such a way that the emitter is in an air environment, a displacement sensor placed on a linear m drive, and a controller, to the terminals of which are connected the corresponding conclusions of the emitter, photodetector, linear actuator and displacement sensor.
Работа данного турбидиметра сводится к измерению двух сигналов фотоприемника, соответствующих двум разным положениям подвижного окна, вычислению отношения этих сигналов и нахождению искомой концентрации через это отношение, которое свободно от влияния загрязнения подвижного окна и фотоприемника. Благодаря большому диапазону перемещений подвижного окна и адаптивному алгоритму работы, при котором одно из положений окна имеет не фиксированное значение, а выбирается в зависимости от концентрации, устройство имеет расширенный диапазон измерения концентрации при малых погрешностях ее определения.The operation of this turbidimeter is reduced to measuring two signals of the photodetector corresponding to two different positions of the moving window, calculating the ratio of these signals and finding the desired concentration through this ratio, which is free from the effects of contamination of the moving window and the photodetector. Due to the large range of movements of the movable window and the adaptive operation algorithm, in which one of the window positions is not a fixed value, but is selected depending on the concentration, the device has an extended concentration measurement range with small errors in its determination.
Такое устройство, однако, не имеет никаких средств автоматической очистки окна излучателя и фотоприемника, и в случае наличия липкой дисперсной фазы время необслуживаемой работы оказывается весьма ограниченным. Кроме того, не используется возможность инвариантного определения степени загрязнения окна излучателя и фотоприемника, которая имеет место при измерении двух сигналов фотоприемников, соответствующих двум разным измерительным базам: т.е. получаемая после измерений система из двух уравнений позволяет определять два неизвестных - концентрацию взвешенных частиц и степень загрязнения окон. Последнее могло бы быть использовано для определения момента включения очищающего устройства.Such a device, however, does not have any means of automatically cleaning the window of the emitter and the photodetector, and in the case of a sticky dispersed phase, the time of maintenance-free operation is very limited. In addition, the possibility of an invariant determination of the degree of contamination of the window of the emitter and the photodetector, which occurs when measuring two signals of photodetectors corresponding to two different measuring bases, is not used: i.e. the system of two equations obtained after measurements allows us to determine two unknowns - the concentration of suspended particles and the degree of contamination of the windows. The latter could be used to determine when the cleaning device was turned on.
Задачей, решаемой данным изобретением, является увеличение времени необслуживаемой работы турбидиметра и его ресурса за счет усовершенствования конструкции и алгоритма функционирования, позволяющих применять очищающее устройство оптимальным образом.The problem solved by this invention is to increase the time of maintenance-free operation of the turbidimeter and its resource by improving the design and functioning algorithm, allowing the use of a cleaning device in an optimal way.
Задача решается за счет того, что в известном турбидиметре, содержащем измерительную камеру с протекающей через нее контролируемой жидкостью, внутри которой смонтированы фотоприемник, направленный на него излучатель и расположенное между ними прозрачное подвижное окно, механически связанное с линейным приводом, предназначенным для перемещения окна по направлению к фотоприемнику и обратно, деформируемый разделитель сред, герметично соединяющий подвижное окно со стенкой измерительной камеры таким образом, что излучатель находится в воздушной среде, датчик перемещения, размещенный на линейном приводе, и контроллер, к выводам которого подключены соответствующие выводы излучателя, фотоприемника, линейного привода и датчика перемещения, имеются следующие отличительные особенности: у входа и выхода измерительной камеры расположены электроуправляемые заслонки с собственным единым приводом, внутрь камеры выходит канал подачи жидкого детергента, сообщающийся с сосудом, снабженным электроуправляемым поддавливающим поршнем, внутри измерительной камеры расположен ультразвуковой излучатель, управляющие входы привода заслонок, электроуправляемого поддавливающего поршня и ультразвукового излучателя соединены с соответствующими выводами контроллера.The problem is solved due to the fact that in a known turbidimeter containing a measuring chamber with a controlled fluid flowing through it, inside which are mounted a photodetector, an emitter directed at it and a transparent movable window located between them, mechanically connected with a linear actuator designed to move the window in the direction to the photodetector and vice versa, a deformable media separator hermetically connecting the movable window to the wall of the measuring chamber so that the emitter is in in an air environment, a displacement sensor located on a linear actuator, and a controller, to the conclusions of which are connected the corresponding conclusions of the emitter, photodetector, linear actuator and displacement sensor, there are the following distinctive features: electrically operated dampers with their own single drive are located at the input and output of the measuring chamber a liquid detergent feed channel exits, communicating with a vessel equipped with an electrically controlled pressing piston; an ultra the sound emitter, the control inputs of the damper actuator, the electrically controlled pressure piston and the ultrasonic emitter are connected to the corresponding terminals of the controller.
На чертеже схематично показан предлагаемый турбидиметр. Устройство содержит измерительную камеру 1, заполненную анализируемой жидкой средой 2. В стенках камеры смонтированы фотоприемник 3 и излучатель 4. Линейный привод состоит из электропривода 5, направляющего устройства 6 и штока 7. Подвижное окно 8 жестко связано со штоком 7, который может линейно перемещаться по направлению к фотоприемнику 3 и обратно через направляющее устройство 6 под действием электропривода 5. На линейном приводе размещен датчик перемещения 9. Сильфон 10 герметично соединен с подвижным окном 8 и стенкой измерительной камеры 1. Фотоприемник 3, излучатель 4, электропривод 5 и датчик перемещения 9 имеют соответствующие электрические связи с контроллером 11. В стенке измерительной камеры 1 поблизости с фотоприемником 3 и подвижным окном 8 смонтирован ультразвуковой излучатель 12, который также электрически связан с соответствующим выводом контроллера 11. У входа и выхода измерительной камеры 1 расположены электроуправляемые заслонки 13 с собственным единым приводом 14, расположенные так, что в выдвинутом положении они полностью изолируют измерительную камеру от потока жидкости. Внутрь камеры 1 выходит канал подачи жидкого детергента 15, сообщающийся с сосудом 16, снабженным электроуправляемым поддавливающим поршнем 17, который приводится в движение электроприводом 18. Электропривод заслонок 14 и электропривод поддавливающего поршня 18 электрически соединены с соответствующими выводами контроллера 11.The drawing schematically shows the proposed turbidimeter. The device comprises a measuring chamber 1 filled with the analyzed liquid medium 2. A photodetector 3 and emitter 4 are mounted in the chamber walls. The linear drive consists of an electric drive 5, a guiding device 6 and a rod 7. The movable window 8 is rigidly connected to the rod 7, which can linearly move along towards the photodetector 3 and back through the guiding device 6 under the action of the electric drive 5. A displacement sensor 9 is placed on the linear drive. The bellows 10 is hermetically connected to the movable window 8 and the wall of the measuring chamber 1. The photodetector 3, the emitter 4, the electric drive 5 and the displacement sensor 9 have corresponding electrical connections with the controller 11. In the wall of the measuring chamber 1 near the photodetector 3 and the movable window 8 is mounted an ultrasonic emitter 12, which is also electrically connected to the corresponding output of the controller 11. At the inlet and outlet of the measuring chamber 1 are electrically controlled shutters 13 with their own single drive 14, located so that in the extended position they completely isolate the measuring chamber from the flow and liquids. Inside the chamber 1, a liquid detergent 15 supply channel exits, communicating with a vessel 16 equipped with an electrically controlled pressing piston 17, which is driven by an electric drive 18. The electric drive of the shutters 14 and the electric drive of the pressing piston 18 are electrically connected to the corresponding terminals of the controller 11.
Турбидиметр работает следующим образом. В начале цикла работы по сигналу контроллера 11 электропривод 5 выдвигает шток 7 через направляющее устройство 6 на максимально возможное расстояние, соответствующее минимальному зазору L1 между фотоприемником 3 и подвижным окном 8 (порядка 1-3 мм). Сильфон 10 при этом растягивается, но внутри него излучатель 4, а также шток 7 и направляющее устройство 6 всегда находятся в воздушной среде и надежно защищены от воздействия жидкой среды 2. Перемещение (положение) штока 7 определяется при помощи датчика перемещения 9, сигнал которого непрерывно подается в контроллер 11, где на основе анализа значения последнего происходит выработка управляющего сигнала для электропривода 5. Этот управляющий сигнал, кроме нулевого значения, может иметь еще два значения (например, в виде положительной и отрицательной полярности напряжения), соответствующих выдвижению или втягиванию штока. При достижении положения окна L1 контроллер 11 останавливает электропривод 5 и включает излучатель 4, коллимированный пучок света которого проходит через воздушный промежуток внутри сильфона 10, прозрачное окно 8 и анализируемую жидкую среду 2. При этом в воздухе рассеяния света практически не происходит. Рассеяние наблюдается только в жидкой среде со взвешенными в ней частицами. Поэтому сигнал U1 на выходе фотоприемника 3 зависит от концентрации согласно формуле:The turbidimeter works as follows. At the beginning of the cycle of operation by the signal of the controller 11, the electric actuator 5 extends the rod 7 through the guide device 6 to the maximum possible distance corresponding to the minimum clearance L 1 between the photodetector 3 and the movable window 8 (of the order of 1-3 mm). The bellows 10 is stretched, but inside it the emitter 4, as well as the rod 7 and the guiding device 6 are always in the air and are reliably protected from the influence of the liquid medium 2. The movement (position) of the rod 7 is determined using a displacement sensor 9, the signal of which is continuously fed to the controller 11, where, based on the analysis of the value of the latter, a control signal is generated for the electric drive 5. This control signal, in addition to the zero value, can have two more values (for example, in the form of positive and negative voltage polarity), corresponding to the extension or retraction of the rod. Upon reaching the position of the window L 1, the controller 11 stops the electric drive 5 and turns on the emitter 4, the collimated light beam of which passes through the air gap inside the bellows 10, the transparent window 8 and the analyzed liquid medium 2. In this case, light scattering practically does not occur. Scattering is observed only in a liquid medium with particles suspended in it. Therefore, the signal U 1 at the output of the photodetector 3 depends on the concentration according to the formula:
где k - совокупный коэффициент прозрачности окна 5 и окна фотоприемника 3, зависящий от степени загрязнения;where k is the combined transparency coefficient of the window 5 and the window of the photodetector 3, depending on the degree of contamination;
I0 - яркость излучателя;I 0 is the brightness of the emitter;
ε - коэффициент удельной экстинкции (поглощение на единичной толщине слоя жидкости);ε is the specific extinction coefficient (absorption at a unit thickness of the liquid layer);
С - искомая концентрация взвешенных частиц.C is the desired concentration of suspended particles.
В памяти контроллера 11 запоминаются значения U1 и L1. После этого на электропривод 5 подается управляющий сигнал на втягивание штока 7. При этом расстояние между подвижным окном 8 и фотоприемником 3 увеличивается, а напряжение на выходе фотоприемника 3 вследствие большего рассеяния уменьшается. Когда сигнал на выходе фотоприемника 3 уменьшается примерно в три раза (это опытным путем установленное соотношение, при котором погрешности определения концентрации минимальны) относительно сигнала U1, контроллер 18 вырабатывает сигнал останова привода 6. При этом толщина рассеивающего слоя жидкости равна L2. Если жидкость очень прозрачная и изменения сигнала в три раза не достигается, то останов производится при крайнем верхнем (по чертежу) положении подвижного окна 8. Затем производится измерение и запоминание значений L2 (с помощью датчика перемещения 9) и U2 (на выходе фотоприемника 3). Сигнал U2 на выходе фотоприемника 3 в этом случае по аналогии с (1) связан с концентрацией следующей зависимостью:In the memory of the controller 11, the values U 1 and L 1 are stored. After that, a control signal for retracting the rod 7 is supplied to the electric drive 5. In this case, the distance between the movable window 8 and the photodetector 3 increases, and the voltage at the output of the photodetector 3 decreases due to greater scattering. When the signal at the output of the photodetector 3 decreases by about three times (this is an experimentally established ratio at which the errors in determining the concentration are minimal) relative to the signal U 1 , the controller 18 generates a stop signal for the drive 6. The thickness of the liquid scattering layer is equal to L 2 . If the liquid is very transparent and a signal change of three times is not achieved, then the stop is made at the extreme top (according to the drawing) position of the movable window 8. Then, L 2 (using the displacement sensor 9) and U 2 (at the output of the photodetector) are measured and stored. 3). The signal U 2 at the output of the photodetector 3 in this case, by analogy with (1), is associated with the concentration by the following dependence:
Далее контроллер 11 производит выключение излучателя 4 и выполняет следующие расчеты (решение системы, состоящей из уравнений (1) и (2)):Next, the controller 11 turns off the emitter 4 and performs the following calculations (solving a system consisting of equations (1) and (2)):
искомая концентрация:desired concentration:
коэффициент прозрачности окон:window transparency coefficient:
Коэффициент ε определяют опытным путем при градуировке устройства. Он является константой для определенного типа жидкостей. I0 также является константой.The coefficient ε is determined empirically when calibrating the device. It is a constant for a certain type of fluid. I 0 is also a constant.
Далее контроллер 11 осуществляет индикацию (запись, передачу) полученного значения концентрации С и анализ коэффициента k. Если k меньше определенного критического значения kmin (т.е. загрязнения на окнах превышают определенный предел), то производится следующая последовательность действий по очистке окон от загрязнений:Next, the controller 11 displays (records, transfers) the obtained concentration value C and analyzes the coefficient k. If k is less than a certain critical value of k min (i.e., the contaminants on the windows exceed a certain limit), then the following sequence of steps is taken to clean the windows from contamination:
- контроллер 11 вырабатывает управляющий сигнал «выдвижение» для привода заслонок 14, при этом заслонки 13 выдвигаются и перекрывают вход и выход измерительной камеры 1, изолируя ее тем самым от потока жидкости;- the controller 11 generates a control signal "extension" to drive the shutters 14, while the shutters 13 extend and block the input and output of the measuring chamber 1, thereby isolating it from the fluid flow;
- контроллер 11 вырабатывает управляющий сигнал для электропривода поддавливающего поршня 18, при этом в камеру по каналу 15 из сосуда 16 подается небольшое количество детергента (реагента, способного расщеплять липкие загрязнения); небольшой объем изолированной камеры 1 способствует экономному расходу детергента;- the controller 11 generates a control signal for the electric drive of the pressurizing piston 18, while a small amount of detergent (a reagent capable of cleaving sticky impurities) is supplied to the chamber through the channel 15 from the vessel 16; a small volume of the insulated chamber 1 contributes to the economical consumption of detergent;
- контроллер 11 вырабатывает управляющее напряжение для ультразвукового излучателя 12, который начинает возбуждать в камере 1 ультразвуковые колебания, способствующие очистке загрязненных окон; такое воздействие длится несколько минут, при этом происходит эффективная очистка окон благодаря комплексному действию ультразвука и химической реакции загрязнений с детергентом внутри малого объема измерительной камеры;- the controller 11 generates a control voltage for the ultrasonic emitter 12, which begins to excite in the chamber 1 ultrasonic vibrations that contribute to the cleaning of dirty windows; this effect lasts several minutes, while the windows are effectively cleaned due to the complex action of ultrasound and the chemical reaction of contaminants with detergent inside a small volume of the measuring chamber;
- контроллер 11 вырабатывает управляющий сигнал «втягивание» для привода заслонок 14, при этом заслонки 13 втягиваются и открывают измерительную камеру 1 для потока жидкости, при этом остатки загрязнений удаляются потоком.- the controller 11 generates a control signal "retraction" to drive the shutters 14, while the shutters 13 are retracted and open the measuring chamber 1 for the fluid flow, while the remaining contaminants are removed by the stream.
Далее возобновляются циклы измерений.Next, measurement cycles are resumed.
Как видно из формулы (3), результат не зависит от нестабильных составляющих k и I0. А из формулы (4) следует, что определяемый коэффициент прозрачности k не зависит от концентрации, что позволяет инвариантно относительно концентрации определять степень загрязнения окон и включать механизм очистки только тогда, когда это действительно необходимо.As can be seen from formula (3), the result does not depend on the unstable components k and I 0 . And from formula (4) it follows that the determined transparency coefficient k is independent of concentration, which allows determining the degree of contamination of windows invariantly with respect to concentration and activating the cleaning mechanism only when it is really necessary.
Устройство может быть реализовано на основе различных относительно недорогих и доступных элементов. Фотоприемник 3 может быть реализован на основе фотодиода, например, типа ФД256. Излучатель 4 может быть реализован на основе красного или инфракрасного лазера, либо на основе светодиода с собирающей линзой.The device can be implemented on the basis of various relatively inexpensive and affordable elements. The photodetector 3 can be implemented based on a photodiode, for example, type FD256. The emitter 4 can be implemented on the basis of a red or infrared laser, or on the basis of an LED with a collecting lens.
Каждый из приводов 5, 14, 18 может быть выполнен на основе электродвигателя постоянного тока с редуктором, который снабжен винтовым преобразователем вращательного движения в поступательное.Each of the drives 5, 14, 18 can be made on the basis of a DC motor with a reducer, which is equipped with a screw transducer of rotational motion into translational.
Заслонки 13 могут представлять собой либо отдельные плоские пластины (в случае, если сечение корпуса прямоугольное), либо единую цилиндрическую деталь, коаксиально перемещаемую вдоль корпуса (если сечение корпуса круглое). Перекрытие камеры 1 заслонками 13 не должно быть абсолютно герметичным, т.к. в этом случае ухудшатся условия поступления детергента в камеру из сосуда 16 под действием электроуправляемого поддавливающего поршня 17.The dampers 13 can be either separate flat plates (in case the cross-section of the casing is rectangular) or a single cylindrical part coaxially moving along the casing (if the cross-section of the casing is round). The overlapping of the chamber 1 by the shutters 13 should not be absolutely tight, because in this case, deteriorate the conditions for the detergent to enter the chamber from the vessel 16 under the action of an electrically controlled pressing piston 17.
Жидкий детергент в сосуде 16 может представлять собой раствор моющего жирорасщепляющего средства. Таковыми являются, например, перекись водорода, каустическая сода, перхлорэтилен и др. Запас детергента должен восполняться периодически, например, при выполнении регламентных работ.The liquid detergent in vessel 16 may be a solution of a fat-cleansing detergent. These are, for example, hydrogen peroxide, caustic soda, perchlorethylene, etc. The detergent stock should be replenished periodically, for example, during routine maintenance.
Датчик перемещения 9 может быть любого типа, например индуктивного, емкостного, резистивного, оптического и др.The displacement sensor 9 can be of any type, for example, inductive, capacitive, resistive, optical, etc.
Сильфон 10 может быть металлическим или резиновым в зависимости от условий работы. Сильфоны различных типоразмеров также серийно выпускаются промышленностью.The bellows 10 may be metal or rubber, depending on the operating conditions. Bellows of various sizes are also commercially available from industry.
Контроллер 11 может быть реализован на основе программируемого микроконтроллера, например, фирм Atmel или Microchip. Большинство подобных контроллеров кроме вычислительного ядра имеют встроенные аналого-цифровые преобразователи и память.The controller 11 can be implemented on the basis of a programmable microcontroller, for example, firms Atmel or Microchip. Most of these controllers, in addition to the computing core, have built-in analog-to-digital converters and memory.
Ультразвуковой излучатель 12 может быть реализован на базе серийно выпускаемых излучателей на основе пьезокерамических пластин.Ultrasonic emitter 12 can be implemented on the basis of commercially available emitters based on piezoceramic plates.
Предлагаемый турбидиметр выгодно отличается от прототипа увеличенным временем необслуживаемой работы и повышенным ресурсом, что достигнуто за счет организации цикла очистки окон оптических элементов с помощью комплексного воздействия детергента и ультразвука в малом объеме изолируемой измерительной камеры, а также за счет определения моментов включения очищающего механизма только по мере необходимости, когда инвариантно определенная прозрачность окон оптических элементов падает ниже определенного предела.The proposed turbidimeter compares favorably with the prototype with an extended maintenance-free time and increased resource, which was achieved due to the organization of the cleaning cycle of the windows of optical elements using the combined action of detergent and ultrasound in a small volume of an isolated measuring chamber, as well as by determining when the cleaning mechanism is turned on only as necessary, when an invariantly defined transparency of the windows of the optical elements falls below a certain limit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127696/28A RU2370754C1 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Stream turbidimetre with automatic purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127696/28A RU2370754C1 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Stream turbidimetre with automatic purification |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2370754C1 true RU2370754C1 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008127696/28A RU2370754C1 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Stream turbidimetre with automatic purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2370754C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471175C1 (en) * | 2011-08-04 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of determining turbidity of medium |
| CN110748995A (en) * | 2019-11-05 | 2020-02-04 | 俞倩 | Wind-bell type air purifier |
-
2008
- 2008-07-07 RU RU2008127696/28A patent/RU2370754C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕЛЯКОВ В.Л. Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды. - М.: Недра, 1988, с.133. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471175C1 (en) * | 2011-08-04 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of determining turbidity of medium |
| CN110748995A (en) * | 2019-11-05 | 2020-02-04 | 俞倩 | Wind-bell type air purifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU652553B2 (en) | Turbidity measurement | |
| US6324900B1 (en) | Method and a device for optically measuring the transparency of a liquid | |
| US10161950B2 (en) | Reagent preparing device, reagent preparing method, and specimen processing system | |
| RU2370754C1 (en) | Stream turbidimetre with automatic purification | |
| CN102262061A (en) | Method and device for detecting concentration of chlorine dioxide gas on line | |
| KR20180033546A (en) | System and method for detecting particles in liquid or air | |
| NO344008B1 (en) | Method and system for ultrasonic cavitation cleaning in liquid analysis systems | |
| WO2023004423A1 (en) | Fluorescence and scatter and absorption spectroscopic apparatus with a sapphire tube and method for analyzing inline low level hydrocarbon in a flow medium | |
| RU78948U1 (en) | AUTOMATIC CLEANING CONCENTRATOMETER | |
| CN1687746A (en) | Online method for measuring oil density in oil containing sewage and device thereof | |
| JP2002174596A (en) | Apparatus for measuring degree of water pollution | |
| CA2913124C (en) | Fluid diagnostic devices and methods of using the same | |
| RU60220U1 (en) | PHOTOMETRIC CONCENTROMETER FOR LIQUID DISPERSED MEDIA | |
| CN114354501B (en) | Self-cleaning type high-precision in-situ water turbidity online detection device and method | |
| CN114324166A (en) | Self-cleaning fine spectrum water body parameter measuring device and method based on turbidity correction | |
| CN109459389B (en) | Automatic wash optics flow cell | |
| CN102103088A (en) | Device and method for measuring water quality chemical oxygen demand by ozone method for acquiring total light intensity | |
| US20230221241A1 (en) | Optical flow cell for bioprocessing | |
| CN220207449U (en) | Device for detecting pH value by optical method based on flow injection | |
| CN219065297U (en) | Image analysis instrument | |
| CN103398980A (en) | Ultraviolet light turbidity detection instrument | |
| Fetisov et al. | Industrial turbidimeters with automatic cleaning of measuring cells | |
| CN219978138U (en) | Turbidity meter | |
| RU118746U1 (en) | PHOTOSEDITEMETER | |
| RU42320U1 (en) | WEIGHTED PHASE CONCENTRATION METER IN LIQUID MEDIA |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100708 |