SU1221506A1 - Устройство дл измерени концентрации вещества,св занного с основным материалом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего технологического контрол  материалов и может быть исполь зовано, например, в целлюлозно-бумажной и химической промьшшенности, в материаловедении и технике физического эксперимента. С целью повышени  чув- cтвитeльнoctи и точности измерений в двухплечевую измерительную схему дополнительно введены два усилител  мощности, на которые подаетс  сигнал с фотоприемников, а выходы усилителей подключаютс  к обмоткам электромагнита . В зазоре электромагнита размещаетс  магнитодиод, с которого и снимаетс  полезный сигнал. Чувствительность и точность измерений повышаютс  за счет компенсации нестабильности источника и вли ни  окружающей среды. 1 ил. л to 1C СП о а

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего технолог ического контрол  материалов и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства , где требуетс  измерение концентрации одного вещества, наход щегос  в другом, в частности в целлюлозно-бумажной и химической промышленности , в материаловедении и технике физического эксперимента.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерений .

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит источник 1 из лучени ,проход щего через измер емое вещество 25первый и второй оптические фильтры 3 и 4, два фотоприемника 5 и 6, выход одного из которых (фотоприемника 5) св зан через усилитель 7 с обмоткой 8 электромагнита 95 а выход второго фотоприемника 6 св зан через усилитель 10 с обмоткой t1 электромагнита 9, в зазор которого помещен магнитодиод 12, последовательно соединенное с которым нагрузочное сопротивление 13 подключено к входу регистратора 14, Последовательно с магнитодиодом 12 подсоединен ис , точник питани  (клеммы Е- на чертеже ) .

З стройство работает с ер.утощим образом.

Свет от источника 1 излучени , генерирующего две длины волны, одна из которых /i, чувствительна к основному материалу, а друга  чувствительна к контролируемому материалу, падает на измер емое вещество 2, где излучение с длиной волны -(, претерпевает селективное поглощение основ- нымб4атричным)материалом,а излучение с длиной вопны Д селективно поглощаетс  контролируемым материалом (примесью), прошедшие через вещество 2 излучени  Д.ПИН волн А, и Pi, интенсивность которых ослаблена в е раз (где К - коэффициент поглощени , С - концентра- .ци ), попадают на вход фотоприемников 5 и 6, Электрические токи, вели- -чины которых пропорциональны интен- сивност м прошедших через материал излучений с длинами волн Л, H-- служат дл  питани  обмоток 8 и 11 электромагнита 9. При этом соединени фотоприемников с обмотками электромагнита такое, что в одной из них протекает ток tJ, , пропорциональный

концентрации основного материала, а в другой протекает ток 0 ,, пропорциональный концентрации контролируемого вещества. Подключение обмотки 8

. (11) к фотоприемнику 5 (6) осуществл етс  таким образом, что магнитные потоки, создаваемые ими, направлены навстречу один другому. Встречное включение обмоток приводит к возникновению магнитного пол , магггитна 

индукци  которого В пропорциональна току 1 - 1. Действие на маг- нитодиод I2 магнитной индукции В приводит к отклонению носителей тока

, протекающего через магнитодиод 12, на одну из боковьпс гранен, перпендикул рных направлени м как В, так и За . При этом обе эти грани можно сделать как одинаковыми с точки зрени  генерационно-рекомбинаци- онной способности (одинакова  скорость поверхностной рекомбинации S на обеих гран х), так и разными (раз- ,ные величины S

0

5

0

5

0

и Sg). В

случае S

Sg ток магнитодиода не зависит от направлени  магнитного пол  (вектор В). При этом к величинам токов J, и ЗУ не предъ вл етс  никаких ограничивающих условий: их разность Л, - - 3g может быть как больше, так и меньше нул . В этом случае расшир етс  диапазон измерений в 2 раза.

В случае же разных (но известных) величин 5, и 5g необходимо чтобы выполн лось одно из условий 1-ши

J, 2, - 1 О.Одкако в этом случае при изменении направ- лени  тока .ц 3, - D,, на противоположное можно провер ть, линейность измерительной схемы (при измененш-i направлени  общего тока JM отношение выходных сигналов должно изменитьс 

- ч S -- раз) .

и результате того, что скорость гюверхнострюй рекомбинации на боковой грани велика (ее можно измен ть различными обработками поверхности этой г ранк.) э уменьшаетс  модул ци  проводимости образца магнитодиода 2 и его сопротивление в магнитном поле (и с позышенмем В) возваст г т HviH зтом ток Jq 5 текущий чер -;.-з --.ar f.- --vTo диод 12,, уменьшаетс ,, его уменьшение зависит от величины магнитной индукции БЭ причем эта зависиг- ость дл  маломощных диодов имеет вид Jg В , Дл  мощных же диодов и магнитодиодов

с большой гоющадью р-п-перехода с ростом В ток За возрастает пр мо пропорционально величине (1/В). Использование магнитодиодов, в которых За , наиболее перспективно в устройствах где токи и магнитные потоки мен ютс  в широких пределах, В предлагаемом техническом решении использовались магнитодиоды, в которых п В ,

О

Поскольку питание цепи, состо щей из последовательно соединенных маг- нитодиода и нагрузочного сопротивлени , осуществл етс  от стабилизированного источника напр жени  Е, то выходной сигнал, снимаемый с сопротивлени  13 и подаваемый на вход регистратора 14, зависит только от величины В, а значит и от токов фотоприемников 5 и 6, несущих в себе информацию не только о количестве основного материала, но и о количестве вещества, св занного с основным (примесь).

Кроме того, за счет встречного включени  обмоток, по одной из которых протекает ток, пропорциональный количеству основного материала, а по другой - ток, пропорциональный количеству контролируемого вещества повьшаетс  точность измерений, поскольку составл юща  погрешности, св занна  с нестабильностью источника излучени , устран етс  полностью, ,а составл юща  погрешности, св занна  с вли нием изменений параметров окружающей среды (температура,влаж21506

ность, загр зненность и др.),устране на частично.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5

   Устройство дл  измерени  концентрации вещества, св занного с основным материалом, содержащее источник излучени , генерирующий излучение

   10 на опорной длине волны, поглощаемой основным материалом, и на измерительной длине волны, поглощаемой измер емым веществом, оптически св занные с источником излучени  первый и вто15 рой фотоприемники, электронную из- м.ерительную схему и регистратор, а также первый и второй оптические фильтры, пропускающие излучение с опорной и измерительной длинами волн

   20 соответственно и установленные по ходу

   излучени  перед первым и вторым фо- . топриемниками соответственно, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и

   25 точности измерений, оно дополнительно содержит первый и второй усилители мощности и электромагнит ,с двум  обмотками, входы усилителей мощности соединены с выходами первого и второ2Q .го фотоприемников соответственно, выход каждого усилител  мощности соединен с одной из обмоток электромагнита , а электронна  измерительна  схема выполнена в виде последовательно соединенных источника посто нного напр жени , магнитодиода, расположенного в зазоре электромагнита, и нагрузочного сопротивлени , подключенного к входу регистратора.

   35