1 Изобретение относитс к области автоматического определени фотоэлектрическим способом содержани взвесей в жидких средах, содержащих газовые включе1ш и. твердые шламы, и может быть использовано в биохимической промышленности, например, при производстве дрожжей. Известно устройство дл измерени содержани примесей в жидких средах, включающе источник света, фотоприемник, оптическую си тему и регистрирующую аппаратуру 1 . Недостатками данного устройства вл ютс невозможность работы в потоке жидкости и сложность оптической системы. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл измерени содержани взвесей в жидких средах, содержащее проточную кювету с входным, и выходным патрубками, источник света и фото приемник, расположенные на оси, перпендикул рной направлению потока среды, а также устройство регистрации соединенное с выходом фотоприемника 2. Недостатком известного устройства вл етс ненадежность при работе со средами, которые насыщены газовыми и воздушными пузырьками и имеют в своем составе шламовые части (осадки). Удалить их с помощью обычных устройств, т. е. механических фильтров, не представл етс возможным, так как во врем работы фильтр забиваетс , что приводит к по влению измен ющегос во времени перепада давлени на нем. Это приводит к изменению скорости потока и по влению турбулизации потока в кювете. При зтом ухудшаютс процессы осаждени и газовыделени . Кроме того , установка фильтра св зана с по влением дополнительных транспортных каналов, что увеличивает и без этого уже имеющеес транспортное запаздывание кюветы. Поэтому, чтобы такое устройство было работоспособным, необходимо произвести удаление из потока газовых и воздушных пузырьков и шламовых осадков. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени содержани взвесей в , жидких средах. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени содержани взвесей в жидких средах, содержащем проточную кювету с входным и выходным патрубками, источник света и фотоприемник, расположенные на оси, перпендикул рной направлению потока среды, а также устройство регистраци соединенное с выходом фотоприемника, проточна кювета выполнена открытой сверху и разделена на осадительную и измерительную части перегородкой в форме части лемнискаты , симметричной относительно точки перегиба 2 лемнискаты и ограниченной ее верщинами, причем край вогнутой части лемнискаты соединен с дном кюветы, верхн часть перегородки выполнена поворотной относительно оси, проход щей через точку перегиба лемнискаты , перпендикул рно направлению потока среды, источник света и фотоприемник рас положены в измерительной части кюветы, выходной патрубок размещен в измерительной части кюветы ниже оси источника света и фотоприемника, а осадительна часть кюветы снабжена устройством отвода осадкд. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - проточна кювета, вид сбоку. Устройство включает источник 1 света, фотоприемник 2, проточную кювету, состо щую из осадительной 3 и измерительной 4 частей, перегородки 5 с поворотной верхней частью 6, а также входного 7 и выходного 8 патрубков , предназначенных дл подвода и отвода измер емого потока. Осадительна часть кюветы снабжена устройством 9 отвода осадков. Выход фотоприемника соединен с устройством 10 регистрации. Устройство работает следующим образом. Измер емый поток с содержащимис . примес ми (шламом) и воздушными или газовыми пузырьками поступает через входной патрубок в осадительную часть 3 кюветы. В осадительной кювете необходимо отделить от потока шламовые частицы, а также воздушные или газовые пузырьки, которые сильно искажают (завышают) результаты проводимых измерений. Дл осаждени частиц шлама из потока необходимо создать такой течени в осадительной кювете, чтобы создать наиболее благопри тные услови дл их осажпреь врем пребывани частиц -вЫД « ПpW В осадительной части кюветы, определ емое скоростью движени потока; t-gy. - врем , необходимое дл выделени частиц из потока под действием сил т жести, которое определ етс как вмд k- др.рэ V-. где k эмпирический коэффициент; |u - динамическа в зкость жидкости; S - путь прохождени выдел емых взвесей; ДО- разность плотностей выдел емых взвесей и жидкости; г - радиус частиц взвеси; g - величина силы т жести . Выбор режима течени в осадительной части кюветы, способного существенно погасить кинетическую энергию потока, должен осуществл тьс в соответствии с такими параметрами , как скорость подъема пузырьков и .твердых частиц в потоке. Плавное изменение по высоте скорости обеспечиваетс в канале, образующей которого вл етс перегородка 311 в форме части лемнискаты, описываемой rtrtrt7J уравнением (х + у ) -2 а (х -а ) - О в декартовой системе координат. Именно така форма перегородки, как показали экспериментальные исследоватч , обеспечивает оптимальную скорость подъема и удалени газовых пузырьков из среды с одной стороны, и величину времени пребывани i-nрее Достаточную дл удалени из среды твердых частиц цшамов. Вместе с тем профиль канала в виде лемнискаты исключает вихреобразование в осадительной части кюветы, обеспечивает равномерное распределение скорости потока в ,,области перехода к пленочному режиму течени . Позтому установка сливнай перегородки именно в виде лемнискаты позвол ет осуществить наиболее полное удаление. газовых . и воздушных пузырьков из потока. Наличие поворотной части 6 перегородки 5 дает возможность регулировать скорость осаждени частиц в зависимости от их количества и размеров в потоке. Это достигаетс поворотом верхней части 6 вокруг оси вращени , в результате чего измен етс гидравлическое сопротивление потока и создаютс благопри тные услови дл осаждени взвешенных частиц (шлама). Оседа , они собираютс в нижне части осадительной кюветы. При накоплении1 The invention relates to the field of automatic photoelectric determination of the content of suspensions in liquid media containing gas inclusions. solid sludge, and can be used in the biochemical industry, for example, in the production of yeast. A device for measuring the content of impurities in liquid media is known, including a light source, a photodetector, an optical system and a recording instrument 1. The disadvantages of this device are the inability to work in the fluid flow and the complexity of the optical system. Closest to the invention is a device for measuring the content of suspensions in liquid media, comprising a flow cell with an inlet and outlet nozzles, a light source and a photo receiver located on an axis perpendicular to the flow direction of the medium, and a recording device connected to the output of the photodetector 2 A disadvantage of the known device is unreliability when working with environments that are saturated with gas and air bubbles and have sludge parts (sediments) in their composition. It is not possible to remove them using conventional devices, i.e., mechanical filters, since the filter clogs during operation, resulting in a time-dependent pressure drop across it. This leads to a change in the flow velocity and the appearance of flow turbulization in the cuvette. At the same time, the processes of precipitation and gas evolution worsen. In addition, the installation of the filter is associated with the appearance of additional transport channels, which increases the transport lag of the cell without it already. Therefore, in order for such a device to work, it is necessary to remove gas and air bubbles and sludge deposits from the stream. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the content of suspensions in liquid media. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the content of suspensions in liquid media containing a flow cell with inlet and outlet nozzles, a light source and a photodetector located on an axis perpendicular to the direction of flow of the medium, and the registration device connected to the output of the photodetector flow through the cuvette is made open at the top and is divided into the precipitation and measuring parts by a partition in the form of a part of the lemniscate, symmetrical about the inflection point of 2 lemniscates and limited to its vertices the edge of the concave part of the lemniscate is connected to the bottom of the cuvette, the upper part of the partition is rotatable relative to the axis passing through the inflection point of the lemniscate, perpendicular to the flow direction of the medium, the light source and the photodetector are located in the measuring part of the cuvette, the outlet is located in the measuring part The cuvette is below the axis of the light source and photodetector, and the sedimentary part of the cuvette is equipped with a sediment removal device. FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - flow through cuvette, side view. The device includes a light source 1, a photodetector 2, a flow cell consisting of a precipitation 3 and a measuring 4 parts, a partition 5 with a rotatable upper part 6, as well as an inlet 7 and an output 8 nozzles intended for inlet and outlet of the measured flow. The sedimentation part of the cuvette is equipped with a device 9 for precipitation removal. The output of the photodetector is connected to the device 10 registration. The device works as follows. Measured flow with contained. impurities (sludge) and air or gas bubbles through the inlet to the sedimentary part 3 of the cuvette. In the precipitation cell, it is necessary to separate sludge particles from the flow, as well as air or gas bubbles, which greatly distort (overestimate) the results of the measurements. In order to precipitate sludge particles from the stream, it is necessary to create such a flow in the precipitation cell to create the most favorable conditions for precipitating the residence time of the particles — WITCH PpW In the settling part of the cell, determined by the velocity of the flow; t-gy. - the time required for the separation of particles from the stream under the action of gravity, which is defined as vmd k-other re v-. where k is the empirical coefficient; | u is the dynamic viscosity of the fluid; S is the path of passing suspended matter; Proportion of the density of suspended matter and liquid; g is the radius of suspended particles; g is the magnitude of the force of gravity. The choice of the flow regime in the settling part of the cuvette, which is capable of substantially quenching the kinetic energy of the flow, must be carried out in accordance with parameters such as the speed of lifting of bubbles and solid particles in the flow. A smooth change in the height of the speed is provided in the channel, which is formed by the partition 311 in the form of a part of the lemniscate, described by the rtrtrt7J equation (x + y) -2 a (x-a) - O in the Cartesian coordinate system. It is this form of the partition, as shown by experimental researchers, that ensures the optimal speed of lifting and removing gas bubbles from the medium on the one hand, and the amount of residence time i-more It is sufficient to remove solid particles from the medium. At the same time, the channel profile in the form of lemniscates eliminates vortex formation in the settling part of the cell, ensures uniform distribution of the flow velocity in the region of transition to the film flow regime. Therefore, the installation of a partition drain in the form of lemniscates allows the most complete removal. gas. and air bubbles from the stream. The presence of the rotary part 6 of the partition 5 makes it possible to adjust the rate of deposition of particles depending on their number and size in the stream. This is achieved by rotating the upper part 6 around the axis of rotation, as a result of which the flow resistance is changed and favorable conditions are created for sedimentation of suspended particles (sludge). After settling, they are collected in the lower part of the sedimentary cell. When accumulating
осадка он периодически удал етс с помощью устройства 9 отвода, которое расположено в нижней части кюветы.the sediment is periodically removed by means of a withdrawal device 9, which is located in the lower part of the cuvette.
ИзмерительныйПОТОК, свободный от шламовых взвесей и воздушных или газовых пузырьков , направл етс в измерительную часть кюветы дл анализа содержимого продукта. Так, попада в поле светового потока.The measuring flow, free of slurry slurries and air or gas bubbles, is sent to the measuring portion of the cuvette to analyze the contents of the product. So, get into the field of light flux.
что при стоимости дрожжей 560 р/т составит потери в сумме 89,6 руб.that at a cost of yeast 560 p / t will amount to a loss of 89.6 rubles.
Таким образом, применение предлагаемого устройства дл измерени содержани взвесей только в одной линии производства дрожжевых суспензий дает экономический эффект около 90 тыс. рублей. 24 частицы измер емого продукта поглотают, а частично и рассеивают исходный световой поток. На выходе фотоприемника 2 по вл етс сигнал, пропорциональный содержатшю измер емого продукта в сливе. Амплитуда сигнала регистрируетс устройством 10. Точность измерений обеспечиваетс отсутствием в анализируемом потоке газовых и твердых включений и соответственно вызванной этими включени ми фоновой засветки фотоприемниПредлагаемое устройство позвол ет непрерывно в течение длительного времени получать достоверные результаты измерений, что повышает не только точность, но и надежность измерений. Устройство прошло промышленные испытани и рекомендовано к включе(шю в систему автоматического управлени (САУ) процессом сепарировани дрожжевых суспензии, Анализ продукта в сливе в известном устройстве производитс путем отбора пробы вручную и дальнейшего анализа ее в лаборатории, что занимает около 4 ч, вызывает большие потери в производстве кормовых белков (дрожжей), Так, например, при мощности сливной линии 20 м-/ч и концентрации продукта в сливе 2 г/л общее количество продукта, унесенного в слив в течение 4 ч работы, равно 160 кг.Thus, the use of the proposed device for measuring the content of suspensions in only one line of production of yeast suspensions gives an economic effect of about 90 thousand rubles. 24, the particles of the measured product absorb and partly scatter the initial luminous flux. At the output of the photodetector 2, a signal appears proportional to the content of the measured product in the discharge. The signal amplitude is recorded by the device 10. Measurement accuracy is ensured by the absence of gas and solid inclusions in the analyzed flow and, accordingly, the background illumination of the photo-receivers caused by these inclusions. The proposed device allows to continuously obtain reliable measurement results for a long time, which improves not only accuracy but also measurement reliability. The device has passed industrial testing and is recommended for including (I’m in the automatic control system (ACS)) the process of separation of yeast suspensions. Analysis of the product in the drain in a known device is done by manual sampling and further analysis in the laboratory, which takes about 4 hours and causes large losses. in the production of feed proteins (yeast). Thus, for example, when the discharge line capacity is 20 m- / h and the product concentration in the discharge is 2 g / l, the total amount of product carried to the discharge during 4 hours of work is 160 kg.