SU1509675A1 - Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media - Google Patents
Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media Download PDFInfo
- Publication number
- SU1509675A1 SU1509675A1 SU874320814A SU4320814A SU1509675A1 SU 1509675 A1 SU1509675 A1 SU 1509675A1 SU 874320814 A SU874320814 A SU 874320814A SU 4320814 A SU4320814 A SU 4320814A SU 1509675 A1 SU1509675 A1 SU 1509675A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- measuring
- channel
- key
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике, предназначено дл оптического измерени объемной концентрации частиц в жидкост х и может быть использовано в биологии, химии и других отрасл х науки и техники. Цель изобретени - повышение точности измерени за счет адаптивного изменени интенсивности источников света и устранени процедур нелинейного преобразовани . Устройство включает измерительную камеру, содержащую два оптических канала, оси которых пересечены между собой в измерительной кювете с исследуемой средой. Два источника излучени установлены на входах оптических каналов и два фотоприемника - на выходах оптических каналов. Имеетс два измерительных канала, входы которых соединены с соответствующими фотоприемниками. Кроме того, в устройство введены компаратор, источник опорного напр жени , инвертор и два усилител мощности, а согласующие усилители каналов измерени снабжены блоками регулировани коэффициентов усилени , что позвол ет сократить измерительную цепь, исключить из устройства нелинейные преобразователи и адаптивно регулировать интенсивность источников излучени , в результате чего обеспечиваетс повышение точности измерени объемной концентрации частиц. 1 ил.The invention relates to a measurement technique, is intended for the optical measurement of the volumetric concentration of particles in liquids and can be used in biology, chemistry and other branches of science and technology. The purpose of the invention is to improve measurement accuracy by adaptively changing the intensity of light sources and eliminating non-linear conversion procedures. The device includes a measuring chamber containing two optical channels, the axes of which are intersected with each other in the measuring cell with the test medium. Two radiation sources are installed at the inputs of the optical channels and two photodetectors at the outputs of the optical channels. There are two measurement channels whose inputs are connected to the corresponding photodetectors. In addition, a comparator, a reference voltage source, an inverter, and two power amplifiers are introduced into the device, and the matching amplifiers of the measurement channels are equipped with gain control units, which makes it possible to shorten the measuring circuit, exclude nonlinear converters from the device, and adaptively adjust the intensity of the radiation sources, the result is an increase in the accuracy of measurement of the volume concentration of particles. 1 il.
Description
содержит источник 12 опорного напр жени , два усилител 13 и 14 мощности , генератор 15 тактовых импульсов и последовательно соединенные компаратор 16 и инвертор 17. Каждый из измерительных каналов 8 и 9 содержит последовательно соединенные согласующий усилитель 18 и дифференциальный усилитель 19 напр жени , к выходу KO-JQ налу 2 через кювету 3 с исследуемой торого подсоединены два ключа 20 средой и воспринимаетс фотоприемниканала 9. При этом напр жение с источника 12 опорного напр жени пода- етс на второй вход усилител 19, усиливаетс и через усилитель 14 мощности , выполненный однопол рным, подаетс на источник 5 излучени . Свет, излучаемый источником 5 излучени , проходит по второму оптическому ка20contains a reference voltage source 12, two power amplifiers 13 and 14, a clock pulse generator 15 and a serially connected comparator 16 and an inverter 17. Each of measuring channels 8 and 9 contains a series-connected matching amplifier 18 and a voltage differential amplifier 19 to the output KO -JQ-nal 2 through the cuvette 3 with the test torus two keys 20 are connected by the medium and are perceived by the photo-receiver channel 9. In this case, the voltage from the source 12 of the reference voltage is fed to the second input of the amplifier 19, is amplified A power transmitter 14, made unipolar, is supplied to the radiation source 5. The light emitted by the radiation source 5 passes through the second optical KA20
30thirty
и 21. Выход первого ключа 20 соединен с первым конденсатором 22 и с входом коррекции смещени нул сог- ласунлцего усилител 18. Выход второ- 15 го ключа 21 соединен со вторым конденсатором 23 и вл етс выходом измерительного канала 8 (9). Второй вход усилител 19 напр жени каждого канала через третий ключ 24 соединен с источником 12 опорного напр жени . Согласующий усилитель 18 каждого канала снабжен блоком 25 регулировани коэффициента усилени . В качестве регулирующего элемента быть использован полевой транзистор. Управл ющий вход блока 25 регулировани коэффициента усилени первого канала 8 соединен с выходом компаратора 16, а управл ющий вход блока 25 регулировани коэффициента усилени второго канала 9 соединен с выходом инвертора 17. Выход усилител 19 напр жени каждого канала 8 (9) через соответствующий усилитель 13 (14) мощности соединен с соответствующим источником 4 (5) излучени . Генератор 15 тактовых импульсов состоит из последовательно соединенных генератора 26 импульсов, счетчика 27 и дешифратора 28. Первый выход дешифратора 28 соединен с управл ющими входами первых ключей 20 каждого канала , второй выход с управл ющими входами второго ключа 21 первого канала .с 8 и третьего ключа 24 второго канала 9.and 21. The output of the first switch 20 is connected to the first capacitor 22 and to the offset offset input to the zero amplifier 18. The output of the second switch 21 is connected to the second capacitor 23 and is the output of the measuring channel 8 (9). The second input of the voltage amplifier 19 of each channel through the third switch 24 is connected to the source 12 of the reference voltage. The matching amplifier 18 of each channel is provided with a gain control unit 25. As a regulating element to be used field-effect transistor. The control input of the gain control unit 25 of the first channel 8 is connected to the output of the comparator 16, and the control input of the gain control unit 25 of the second channel 9 is connected to the output of the inverter 17. The output of the voltage amplifier 19 of each channel 8 (9) is through the appropriate amplifier 13 (14) power is connected to an appropriate source of 4 (5) radiation. The clock pulse generator 15 consists of a pulse generator 26 connected in series, a counter 27 and a decoder 28. The first output of the decoder 28 is connected to the control inputs of the first keys 20 of each channel, the second output from the control inputs of the second key 21 of the first channel 8 and the third key 24 second channel 9.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При первом такте с генератора 15 замыкаютс ключи 20 измерительных каналов 8 и 9. При этом возникает полна отрицательна обратна св зь, котора уменьшает смещение нул каждого измерительного- канала 8 и 9. Напр жение, корректирующее смещение нул , запоминаетс на конденсаторе 22 Во втором такте замыкаетс ключ 21 первого канала 8 и ключ 24 второгоIn the first clock cycle from the generator 15, the keys 20 of the measuring channels 8 and 9 are closed. This results in complete negative feedback, which reduces the zero offset of each measuring channel 8 and 9. The voltage correcting the zero offset is stored on the capacitor 22 In the second cycle the key 21 of the first channel 8 and the key 24 of the second lock
ком 7. Напр жение с эыхода согласующего усилител 18 поступает на первый вход усилител 19 напр жени и сравниваетс с напр жением источника 12 опорного напр жени . Усилитель 19 напр жени при этом выполн ет функцию усилени рассогласовани ошибки и за счет возникающей отрицательной обратной св зи через оптический канал 2 поддерживает напр жение на выходе согласующего усилител 18 посто нным и независимым от поглощени света исследуемой средой, от коэффи- 25 циента преобразовани источника 5 излучени , чувствительности фотоприемника 7 и коэффициента усилени согласующего усилител 18. Свет, про- ход щий по оптическому каналу 2 через исследуемую среду, рассеиваетс на частицах и попадает на фотоприемник 6 первого канала 1, сигнал которого поступает на вход измерительного канала 8, где усиливаетс усили- I тёл ми Г8 и 19 и через замкнутыйcom. 7. The voltage from the output of the matching amplifier 18 is fed to the first input of the voltage amplifier 19 and is compared with the voltage of the source 12 of the reference voltage. In this case, the voltage amplifier 19 performs the function of amplifying the error error and, due to the resulting negative feedback through the optical channel 2, maintains the voltage at the output of the matching amplifier 18 constant and independent of the absorption of light by the medium under study, from the 25 source conversion factor 5 the radiation, the sensitivity of the photodetector 7 and the gain of the matching amplifier 18. Light passing through the optical channel 2 through the medium under study is scattered on particles and hits the photo sensor emnik 6 of the first channel 1, which signal is supplied to the measuring channel input 8, amplified by amplifier I wherein E tol F8 and 19 and through the closed
ключ 21 запоминаетс на конденсаторе 23. В третьем такте ключ 21 измерительного , канала 8 размыкаетс и на конденсаторе 23 сохран етс напр жение , пропорциональное величине сигнала, полученного с выхода согласующего усилител 18. Кроме того, вthe key 21 is stored on the capacitor 23. In the third cycle, the key 21 of the measuring, channel 8 opens and the capacitor 23 maintains a voltage proportional to the magnitude of the signal received from the output of the matching amplifier 18. In addition,
этом такте замыкаетс ключ 24 изме- I,This tact closes the key 24 by changing the I,
рительного канала 8, который тем самым переводитс в режим работы, аналогичный режиму работы измерительного канала 9 во втором такте. В измерительном канале 9 размыкаетс ключ 24 и замыкаетс ключ 21, что переводит его в режим усилени сигнала с фотоприемника 7, принимающего в этом также рассе нный свет. Работа измерительного канала 9 в третьем такте аналогична работе измерительного канала 8 во втором такте. Далее сигналы с выходов измерительных каналов 8 и 9 сравниваютс между собой компаратором 16, сигнал с выхода которогоThe output channel 8, which thus translates into a mode of operation similar to that of the measuring channel 9 in the second cycle. In measuring channel 9, the key 24 opens and the key 21 closes, which transfers it to the signal amplification mode from the photodetector 7, which also receives scattered light. The operation of the measuring channel 9 in the third cycle is similar to the operation of the measuring channel 8 in the second cycle. Further, the signals from the outputs of the measuring channels 8 and 9 are compared with each other by a comparator 16, the signal from the output of which
3535
4040
5050
5555
налу 2 через кювету 3 с исследуемой средой и воспринимаетс фотоприемниканала 9. При этом напр жение с источника 12 опорного напр жени пода- етс на второй вход усилител 19, усиливаетс и через усилитель 14 мощности , выполненный однопол рным, подаетс на источник 5 излучени . Свет, излучаемый источником 5 излучени , проходит по второму оптическому ка0The circuit 2 through the cuvette 3 with the medium under study and is perceived by the photo-receiver channel 9. At the same time, the voltage from the source 12 of the reference voltage is fed to the second input of the amplifier 19, is amplified and through the power amplifier 14, made unipolar, is fed to the radiation source 5. The light emitted by the radiation source 5 passes through the second optical channel.
00
с with
ком 7. Напр жение с эыхода согласующего усилител 18 поступает на первый вход усилител 19 напр жени и сравниваетс с напр жением источника 12 опорного напр жени . Усилитель 19 напр жени при этом выполн ет функцию усилени рассогласовани ошибки и за счет возникающей отрицательной обратной св зи через оптический канал 2 поддерживает напр жение на выходе согласующего усилител 18 посто нным и независимым от поглощени света исследуемой средой, от коэффи- 5 циента преобразовани источника 5 излучени , чувствительности фотоприемника 7 и коэффициента усилени согласующего усилител 18. Свет, про- ход щий по оптическому каналу 2 через исследуемую среду, рассеиваетс на частицах и попадает на фотоприемник 6 первого канала 1, сигнал которого поступает на вход измерительного канала 8, где усиливаетс усили- I тёл ми Г8 и 19 и через замкнутыйcom. 7. The voltage from the output of the matching amplifier 18 is fed to the first input of the voltage amplifier 19 and is compared with the voltage of the source 12 of the reference voltage. In this case, the voltage amplifier 19 performs the function of amplifying the error error and, due to the resulting negative feedback through the optical channel 2, maintains the voltage at the output of the matching amplifier 18 constant and independent of the light absorption by the test medium, from the source 5 conversion factor the radiation, the sensitivity of the photodetector 7 and the gain of the matching amplifier 18. Light passing through the optical channel 2 through the medium under study is scattered on particles and hits the photo the pilot 6 of the first channel 1, the signal of which is fed to the input of the measuring channel 8, where it is amplified by amplifiers I G8 and 19 and through a closed
ключ 21 запоминаетс на конденсаторе 23. В третьем такте ключ 21 измерительного , канала 8 размыкаетс и на конденсаторе 23 сохран етс напр жение , пропорциональное величине сигнала, полученного с выхода согласующего усилител 18. Кроме того, вthe key 21 is stored on the capacitor 23. In the third cycle, the key 21 of the measuring, channel 8 opens and the capacitor 23 maintains a voltage proportional to the magnitude of the signal received from the output of the matching amplifier 18. In addition,
этом такте замыкаетс ключ 24 изме- I,This tact closes the key 24 by changing the I,
рительного канала 8, который тем самым переводитс в режим работы, аналогичный режиму работы измерительного канала 9 во втором такте. В измерительном канале 9 размыкаетс ключ 24 и замыкаетс ключ 21, что переводит его в режим усилени сигнала с фотоприемника 7, принимающего в этом также рассе нный свет. Работа измерительного канала 9 в третьем такте аналогична работе измерительного канала 8 во втором такте. Далее сигналы с выходов измерительных каналов 8 и 9 сравниваютс между собой компаратором 16, сигнал с выхода которогоThe output channel 8, which thus translates into a mode of operation similar to that of the measuring channel 9 in the second cycle. In measuring channel 9, the key 24 opens and the key 21 closes, which transfers it to the signal amplification mode from the photodetector 7, which also receives scattered light. The operation of the measuring channel 9 in the third cycle is similar to the operation of the measuring channel 8 in the second cycle. Further, the signals from the outputs of the measuring channels 8 and 9 are compared with each other by a comparator 16, the signal from the output of which
5five
00
00
5five
поступает в измерительньй канал 8 на блок 25 регулировани коэффициента усилени согласующего усилител 18 и уменьшает (или увеличивает) его усиление, если сигнал на выходе измерительного канала 8 больше (меньше ) сигнала на выходе измерительного канала 9. При регулировке усилени в измерительном канапе 9 на последний поступает сигнал с компаратора 16 через инвертор 17, Таким образом, сигналы с выходов измерительных каналов всегда уравниваютс . Кроме того , сигналы с выходов измерительных каналов 8 и 9 суммируютс сумматором 10 и поступают на индикатор 11, который предварительно проградуирован в единицах концентрации исследуекых частиц. Снима показани с индикатора 1 1 , можно получить информацию об объемной концентрации частиц в исследуемой среде.enters the measuring channel 8 to the gain control unit 25 of the matching amplifier 18 and reduces (or increases) its gain if the signal at the output of measuring channel 8 is greater (less) than the signal at the output of measuring channel 9. When adjusting the gain in the measuring canape 9 to the last The signal comes from comparator 16 through inverter 17. Thus, the signals from the outputs of the measuring channels are always equalized. In addition, the signals from the outputs of the measuring channels 8 and 9 are summed by the adder 10 and are fed to the indicator 11, which is pre-calibrated in units of concentration of the test particles. Taking readings from indicator 1-1, one can get information about the volume concentration of particles in the test medium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874320814A SU1509675A1 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874320814A SU1509675A1 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1509675A1 true SU1509675A1 (en) | 1989-09-23 |
Family
ID=21333418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874320814A SU1509675A1 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1509675A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4215908A1 (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-18 | Ubbo Prof Dr Ricklefs | Optical particle size measurement appts. e.g. for clean room - periodically modulates light incident on measuring vol. e.g by varying light source power or using grating, acoustic=optic modulator or hologram, and detects scattered light. |
-
1987
- 1987-09-14 SU SU874320814A patent/SU1509675A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 690372, кл. G 01 N 21/24, 1977. Патент US № 3775013, кл. G 01 N 21/06, 1973. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4215908A1 (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-18 | Ubbo Prof Dr Ricklefs | Optical particle size measurement appts. e.g. for clean room - periodically modulates light incident on measuring vol. e.g by varying light source power or using grating, acoustic=optic modulator or hologram, and detects scattered light. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR850001585A (en) | Smoke detector | |
| GB1309551A (en) | Measurement of optical density | |
| JPS6029060B2 (en) | Measuring device for nitrogen oxide concentration in mixed gas | |
| DE69012982D1 (en) | Signal level measuring arrangement with offset correction means. | |
| DE60311182D1 (en) | Laser spectroscopy by means of a master-slave control architecture | |
| SU1509675A1 (en) | Device for optical measuring of volumetric concentration of particles in light-diffusing media | |
| CN116559105B (en) | Linearization readout circuit system based on gas infrared spectrum detection technology | |
| SU1649304A1 (en) | Photoconverter | |
| RU2027169C1 (en) | Device for measuring the intensity of the initial phase of the induced chemiluminescent reaction | |
| SU1538059A1 (en) | Photometer | |
| JPS63300941A (en) | Zero correcting device for optical measuring instrument | |
| CN117470795B (en) | Non-spectroscopic infrared gas sensor and gas testing method thereof | |
| RU2044303C1 (en) | Gas analyzer | |
| RU2223507C2 (en) | Circuit to process signal from strain-gauge transducer to serial code | |
| SU1337658A1 (en) | Photoelectric measuring device with correction system | |
| SU734539A1 (en) | Device for determining coal dust concentration | |
| SU1167482A1 (en) | Gas analyser | |
| SU1396013A1 (en) | Correlative gas analyzer | |
| SU1087780A1 (en) | Two-beam differential photometer | |
| SU939960A1 (en) | Nuclear absorbing analyzer | |
| SU1119039A1 (en) | Voltage limiter | |
| SU437925A1 (en) | Device for periodically measuring photometric values | |
| SU1495645A1 (en) | Spectrophotometer | |
| SU605109A1 (en) | Liquid level indicator | |
| SU1567893A1 (en) | Pyrometer |