SU1436032A1

SU1436032A1 - Способ измерени концентраций и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1436032A1
Application number: SU864105489A
Authority: SU
Inventors: Петр Маркиянович Сопрунюк; Александр Александрович Пац; Вадим Николаевич Бачек
Original assignee: Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1988-11-07

Abstract

Изобретение относитс к измери- тельной технике и может использова.ть- измерени концентраций жидких- и газообразных дисперсных веществ в различных отрасл х народного хо- зййства. Целью изобретени вл етс повышение точности и чувствительности измерени концентраций. В способе измерени концентраций путем облучени исследуемого вещества световым потоком, приема и регистрации прошедшего и опорного световых потоков облучаюгций световой поток модулируют во времени линейно со ступенчатым нарастанием, измер ют и фиксируют число ступеней опорного полученного потока и измер ют число ступеней, прошедшего светового потока в момент равенства его опорному,, а о концентрации вещества суд т по логарифму отношени числа ступеней прошедшего и опорного световых потоков. Устройство содержит генератор импульсов, элемент И, схему измерени числа ступеней опорного -полученного светового потока, схему установки нул , цифро-аналоговый преобразователь, . измеритель отношений, управл емый генератор тока, блок цифровой индикации , приемник опорного светового потока, усилитель опорный, устрой- ство выборки и хранени , приемник измерительного светового потока, усилитель измерительный и компаратор , 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ы

Description

Изобретение относитс к измерителной технике и может использоватьс дл измерени концентраций жидких и газообразных дисперсных веществ в различных отрасл х народного хоз йства .

Цель изобретени - повышение точности и чувствительности измерени .

На чертеже представлена структур- на схема устройства дл реализации способа измерени концентрации.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, схему 3 измерени числа ступеней опорного све- тового потока, схему 4 установки нул цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, измеритель 6 отношени , управл емый генератор 7 тока (УГТ), блок цифровой индикации (БЦИ), приемник 9 опорного светового потока, источник 10 светового потока, усилитель 11 опорньй, исследуемое вещество 12, устройство 13 выборки и хранени (УВХ), приемник 14 измерительного светового потока, усилитель 15 измерительный и компаратор 16.

Сущность изобретени по сн етс следукнцим образом.

Исследуемое вещество облучаетс световым потоком

(pCt) й

X (t - t-).

где M(t-t) - функци Хэвисайда; й Р - величина изменени светового потока за врем

lit

t- « i + -I

n - ЧИСЛО ступеней прошедшего светового потока. Тогда прошедший через исследуемое вещество световой поток, учитыва закон Бугера Ламберта-Бэра, примет вид

h

«P(t) йФехр(-|«С1) Ц X{t-t,-),

. -

где ru - коэффициент поглощени исследуемого вещества;

1 - длина оптического пути} С - концентраци . Если за опорный световой поток прин ть величину

„(t) п (р ,

где m - целое положительное число

ступеней опорного,светового потока, при чем m п.

то при

(p,,(t) )

получают

С -- In V )/m. lUl .

P

Так как

X(t-t;) n,

i(

TO

5 0 5

0

5

Q

5

с 1- . In -2-. 1 m

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на схему 4 установки нул и через элемент И 2 на схему 3 измерени числа ступеней опорного полученного светового потока и на цифроаналоговый преобразователь 5, который формирует ступенчатое нарастающее напр жение, поступающее на вход управл емого генератора 7 тока, нагруженного на источник 10 светового потока. Промодулированный световой поток принимаетс приемником 9 опор- . ного светового потока, который преобразует его в ток а усилитель 11 опорный - . в напр жение, поступающее на устройство 13 выборки и хранени , управл емое схемой 3 измерени числа ступеней опорного полученного светового потока . С приходом т-го импульса напр жение на выходе устройства 13 выборки и хранени , поступающее на первый вход компаратора 16, запоминаетс и хранитс до момента прихода .импульса со схемы 4 установки нул .

Прошедший через исследуемое вещество 12 световой поток принимаетс приемником 14 измерительного светового потока, который преобразует его в ток, а усилитель 15 - измерительный - в напр жение, поступающее на второй вход компаратора 16, В момент равене- ства напр жений на обоих входах компаратора 16 на его выходе формируетс логический нуль, поступающий на вход элемента И 2 и запрещающий прохождение импульсов с генератора 1 импульсов . После этого в измерителе 6 отношений происходит вычисление значени ,

концентра1у1И, с использованием значений цифровых кодов пит, присутствующих на выходах смехы 3 измерени числа ступеней опорного полученного светового потока и цифроаналогового преобразовател 5, а результат поступает на блок 8 цифровой индикации. Таким образом, по логарифму отношени цифровых кодов, присутствующих- на выходах схемы измерени числа ступеней опорного полученного светового потока и цифроаналогового прегде л| - коэффициент поглощени иссл дуемого вещества; 1 - длина оптического пути в исследуемом веществе. 2. Устройство дл измерени кон

чени , оптически св занный через исобразовател , можно определить концентрацию исследуемого вещества, при- 15 Центраций, содержащее источник излу

чем приемник.измерительного светового потока регистрирует малые приращени светового потока при отсутствии сильной фоновой засветки. Поэтому пред20

лагаемый способ измерени концентрации и устройство дл его осуществлени обладают более высокой пороговой чувствительностью, т.е. чувствительностью к измерению малых концентраций .

Claims

Формула изобретени

следуемое вещество с приемником про шедшего светового потока, соединенным с измерительным усилителем, и оптически св занный с приемником опорного светового потока, соединен ньш с опорным усилителем, а также блок регистрации, соединенный с блоком- индикации, о тличающе25 е с тем, что, с целью повьш1ени чувствительности и точности измерени оно дополнительно содержит генератор импульсов, элемент И, схему измерени числа ступеней опорного светового по

25 е с тем, что, с целью повьш1ени чувствительности и точности измерений оно дополнительно содержит генератор импульсов, элемент И, схему измерени числа ступеней опорного светового по30 тока, схему установки нул , цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП), управл емый генератор тока, устройство выборки и хранени и компаратор, блок регистрации выполнен в виде измеритеТ Способ измерени концентраций, заключающийс в том, что направл ют на исследуемое вещество световой поток, регистрируют световой поток, прошедший через вещество, сравнивают его величину с величиной опорного светового потока и вычисл ют концент- 35 отношений, генератор импульсов рацию исследуемого вещества, о т- соединен с первым входом элемента И

и схемой установки нул , выход элеменличающийс тем, что, с целью повьппени чувствительности и точности измерений, до проведени измерений задают величину опорного светового потока

та И соединен с входами ЦАП и схемой измерени числа ступеней,выходы схемы

40 установки нул соединены с входом сброса схемы измерени числа ступеней опорного светового потока и входом ПАП, цифровые выходы которого и схемы измерени числа ступеней опорного

e(t)

m

-йФ .

где m - целое положительное число; А. - величина изменени светового потока за врем ,-t; направл емый на исследуемое вещество световой поток Ф(t) модулируют во времени линейно со ступенчатым нарас танием по закону

(P(t) ЛФ Z. X(t-t,.),

1 1

где ){(t-t;) - функци Хэвисайда,

а при сравнении потоков фиксируют число ступеней п промодулированного

светового потока в момейт равенства величин прошедшего через вещество и опорного светового потоков, при этом концентрацию С исследуемого вещества вычисл ют из выражени

p l 1 iгде л| - коэффициент поглощени исследуемого вещества; 1 - длина оптического пути в исследуемом веществе.
2. Устройство дл измерени кончени , оптически св занный через исЦентраций , содержащее источник излу

следуемое вещество с приемником про- шедшего светового потока, соединенным с измерительным усилителем, и оптически св занный с приемником опорного светового потока, соединен- ньш с опорным усилителем, а также блок регистрации, соединенный с блоком- индикации, о тличающее с тем, что, с целью повьш1ени чувствительности и точности измерений, оно дополнительно содержит генератор импульсов, элемент И, схему измерени числа ступеней опорного светового потока , схему установки нул , цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП), управл емый генератор тока, устройство выборки и хранени и компаратор, блок регистрации выполнен в виде измерите отношений, генератор импульсов соединен с первым входом элемента И

и схемой установки нул , выход элемен50

та И соединен с входами ЦАП и схемой измерени числа ступеней,выходы схемы

40 установки нул соединены с входом сброса схемы измерени числа ступеней опорного светового потока и входом ПАП, цифровые выходы которого и схемы измерени числа ступеней опорного

4g светового потока соединены с входами измерител отношений, аналоговый выход ПАП соединен с входом управл емого генератора тока, выход которого соединен с источником светового потока , выход опорного усилител через устройство выборки и хранени , а также выход измерительного усилител соединены с входами компаратора, выход которого соединен с вторым входом

gg схемы И, а установочный вход устройства выборки и хранени соединен с цифровым выходом схемы измерени числа ступеней опорного светового потока .