SU941951A1

SU941951A1 - Device for regulating of optically active solution concentration

Info

Publication number: SU941951A1
Application number: SU802928371A
Authority: SU
Inventors: Владимир Вениаминович Теселкин
Original assignee: Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1982-07-07

Description

Изобретение относитс к технической физике и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства , дл прецизионного контрол и 1 егулировани концентрации оптически активных растворов.The invention relates to technical physics and can be used in various branches of the national economy, for precision control and for 1 Regulation of the concentration of optically active solutions.

Известно устройство с регулирующим элементом в виде мостовой схемы, два плеча в которой составл ют реохорд задатчика, а два других пл.еча реастат обратной св зи исполнительного механизма 1.A device with a regulating element in the form of a bridge circuit is known, the two arms in which constitute the lead reochord, and the other two plates of the feedback mechanism of the actuator 1.

Однако устройство не обеспечивает автоматического контрол концентрации раствора.However, the device does not automatically control the concentration of the solution.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл точного определени углов поворота плоскости пол ризации пол ризованного светового потока при прохождении его через жидкостный раствор оптически активного вещества или газ, содержащее источник света, николь, трубку с раствором, компенсатор и анализатор 2J.The closest to the invention to the technical nature is a device for accurately determining the rotation angles of the polarization plane of a polarized light flux when passing it through a liquid solution of an optically active substance or a gas containing a light source, nicole, a solution tube, a compensator and an analyzer 2J.

Однако известное устройство не обеспечивает автоматический контроль концентрации раствора и точное поддержание ее на заданном урювне.However, the known device does not automatically control the concentration of the solution and precisely maintain it at a given level.

Цель изобретени - повышение точности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее оптически последовательно соединенные источник света, николь, трубку с раствором и анализатор, а также первый исполнительный механизм, введены газова чейка поглощени , установленна в соленоиде, два регул тора второй исполнительный механизм, генератор опорного напр жени и два фотоприемника , первый из которых оптически св зан с анализатором и выходом подключен к первому входу первого регул тора , вьисод которого соединен с входом первого исполнительного механизма , второй фотоприемник оптически -св зан с источником света, в ка20 честве которого применен лазер, и выходом подключен через второй регул тор к выходу второго исполнительного механизма, причем газова чейка поглощени расположена между трубкой и раствором и анализатором, а генератор опорного напр жени подключен к соленоиду и второму входу первого регул тора.The goal is achieved in that a device containing an optically connected light source, a nicole, a solution tube and an analyzer, as well as a first actuator, is inserted into a gas absorption cell installed in the solenoid, two regulators, a second actuator, and a reference voltage generator and two photodetectors, the first of which is optically connected to the analyzer and the output connected to the first input of the first controller, whose input is connected to the input of the first actuator, A second photodetector is optically coupled to a light source, in which the laser is applied, and the output is connected via a second controller to the output of the second actuator, the gas cell of the absorption is located between the tube and the solution and the analyzer, and the reference voltage generator is connected to a solenoid and the second input of the first controller.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

УстройЛво содержит одночастотный стабилизированный по частоте газовый источник света (лазер) 1, николь 2, трубку с раствором 3, газовую. чейку поглощени 4 в соленоиде 5, анализатор 6, первый фотоприемник 7, первый регул тор 8, состо щий из усилител фазового детектора 10, генератор 12 опорного напр жени и усилител 11 посто нного тока, первый исполнительный механизм 13, катетер 14, второй фотоприемник 15, второй регул тор 16 и второй исполнительный механизм 17, стабилизирукиций частоту генерации лазера 1.The device contains a single frequency frequency-stabilized gas light source (laser) 1, nicole 2, a tube with solution 3, a gas one. absorption cell 4 in solenoid 5, analyzer 6, first photodetector 7, first regulator 8, consisting of a phase detector amplifier 10, reference voltage generator 12 and direct current amplifier 11, first actuator 13, catheter 14, second photodetector 15 , the second controller 16 and the second actuator 17, stabilize the frequency of generation of the laser 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

С генератора 12 опорного напр жени на соленоид 5 подаетс переменное напр жение, создава на газовой чейке поглощени 4 переменное аксиальное магнитное поле, при этом контур линии поглощени газовой среды чейки 4 (например, неоновой,дл излучени лазера 1 на X 6328 А ), расщепл етс на две циркул рно-пол ри зованные компоненты (j и О, имек цие лево- и правовращающие круговые пол ризации . В переменном магнитном поле они мен ютс по частоте местами с частотой переменного магнитного пол .From the reference voltage generator 12, an alternating voltage is applied to the solenoid 5, creating an alternating axial magnetic field on the absorption cell 4, while the absorption line of the gas medium of cell 4 (for example, neon, for emitting laser 1 at X 6328 A), splitting The two circularly polarized components (j and O, have left-hand and right-spin circular polarizations. In an alternating magnetic field, they vary in frequency with the frequency of the alternating magnetic field.

В состо нии, соответствующем заданному уровню концентрации, частота генерации лазерного излучени , прошедшего через чейку 4, совпадает с центром симметрии расщепленных контуров поглощени и О компонент при этом сигнал ошибки, поступающий на регул тор 8, равен нулю. Изменение концентргщии оптически активного раствора (например, сахара в воде глюкозы в крови и т.п.) приводит к повороту плоскости пол ризации, в результате чего свет на выходе трубки с раствором 3, вл ющейс пол ризационным датчиком, будет в разной степени поглощатьс О и о компонентами .In the state corresponding to a given concentration level, the generation frequency of the laser radiation passing through the cell 4 coincides with the center of symmetry of the split absorption loops and the O component, and the error signal arriving at the regulator 8 is zero. A change in the concentration of the optically active solution (for example, sugar in water, glucose in the blood, etc.) causes the polarization plane to rotate, as a result of which light at the exit of the tube with solution 3, which is a polarization sensor, will be absorbed to varying degrees. and about the components.

Вследствие нелинейности поглощени в переменном магнитном поле, в спектре светового луча, прющедшего через чейку 4, по витс переменна составл юща на частоте модул ции пол (сигнал ошибки) ,- который после усилени с фотоприемника 7 поступает на фазовый детектор 10, где сравниваетс по фазе со вторым сигналом, поступающим с опорного генератора 12. Фазовый детектор 10, в зависимости от разности фаз сравниваемых сигналов (О либо 180) , вырабатывает посто нное напр жение положительной либо отрицательной пол рности, амплитуда которого пропорциональна величине отклонени концентрации от.заданного уровн , а фаза определ ет направление этого отклонени - выше или ниже заданного уровн . Далее посто нное напр жение усиливаетс и поступает на исполнительный механизм 13, регулирующий подачу в катетер 14 рабочего вещества и растворител .Due to the nonlinearity of absorption in an alternating magnetic field, the spectrum of the light beam spinning through cell 4 has a variable component of the field modulation frequency (error signal), which after amplification from the photodetector 7 enters the phase detector 10 where it is out of phase with the second signal coming from the reference generator 12. The phase detector 10, depending on the phase difference of the compared signals (O or 180), produces a constant voltage of positive or negative polarity, the amplitude of which is proportional to the ionic value of the concentration deviation from the specified level, and the phase determines the direction of this deviation — above or below the specified level. Next, the constant voltage is amplified and fed to the actuator 13, which regulates the flow of the working substance and solvent into the catheter 14.

Claims

1. Zaitsev, Yu.V. Electronics in the protection of the environment. M., 1979,

with. 34-36.

2. Nozdrev V.F. Workshop in general physics. M., 1971, p. 282-287

(prototype).