RU2003974C1 - Устройство дл определени концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах - Google Patents

Abstract

Назначение: устройство предназначено дл  определени  концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах и может быть использовано , например, в молочной промышленности при определении отдельных компонент. Сущность изобретени  устройство содержит выносной датчик представл ющий собой рефлектометрический волоконный зонд, выполненный в виде набора передающих и принимающих световодов, настроенных на измерение различных компонент анализируемой системы выходной торец передающего и входной торец приемного световодов образуют средство контрол , вводимое в исследуемую пробу Стабилизацию светового потока осуществл ют за счет применени  обратной св зи, обеспечиваемой дополнительным световодом При этом световой поток от источника света модулируют промежуточной частотой и принимают с помощью размещенного в блоке регистрации частотно-избирательного приемника , настроенного на эту частоту 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам оптического анализа многокомпонентных растворов, и может быть использовано дл  автоматического определени  концентра- ции компонент, вход щих в состав многокомпонентных растворов, таких, например, как молоко.

Известные устройства дл  определени  содержани  концентрации компонент взвесей имеют низкие технологические возможности , высокую погрешность измерений, ограничение диапазона контролируемых компонент, небольшое быстродействие - врем  получени  результатов анализа с помощью подобных устройств  вл етс  довольно длительным.

Известен прибор дл  определени  свойств веществ ОСС-76, например молоч- но-белкового сгустка, по разности светопог- лощающих способностей, содержащий электроизмерительную схему, вторичный прибор и датчик, включающий источник све- га, измерительный и эталонный каналы, светочувствительные элементы, блок сравнени  и усилени , причем дл  обеспечени  компактности прибора и удобства пользовани  датчик выполнен выносным, дл  чего снабжен герметичным корпусом, в нижнюю часть последнего вмонтированы два цилиндра из прозрачного материала, при этом измерительный канал размещен в цилиндрах , а эталонный канал и блок сравнени  и усилени  - в корпусе 1.

Однако данный прибор, фиксиру  изменение прозрачности молока, не дает возможности определ ть концентрации отдельных компонент, вход щих в состав молока, таких, например, как белок, жир. лактоза.

Известно также устройство дл  количественного определени  содержани  компонентовмолока ,содержащее расположенные на одной оптической оси источник ИК-излучени , кюветный блок, фотоприемник , блок управлени  и синхронизации , подключенный к первому входу вычислител , выход которого св зан с блоком индикации, блок уменьшени  диаметра светового потока и полихроматор, св занный с вычислителем через последовательно расположенные блок фотопреобразователей и блок стробировани  и экстрапол ции и посредством последовательно размещен- ных фотоприемника, регистратора импульсов и блока суммировани  импульсов, при этом один из выходов блока управлени  и синхронизации подключен к блоку суммировани  импульсов, другой посредством блока перемещени  пробы относительно

светового потока св зан с кюеетным блоком , причем регистратор импульсов подсоединен к блоку стробировани  и экстрапол ции, блок уменьшени  диаметра светового потока размещен перед кювет- ным блоком, а за последним на оптической оси расположен полихроматор 2.

Данное устройство позвол ет производить благодар  рассе нию на жировых частицах пр мой подсчет количества жира в образце молока, при этом измерение количества жира осуществл ют на длине волны прозрачности воды, а остальных компонентов - белка и лактозы - на характеристической дл  каждого из компонентов длине волны.

Однако данное устройство,  вл  сь стационарным , позвол ет производить измерени  только в лабораторных услови х, что значительно сокращает возможность его использовани  непосредственно в производственных услови х.

Предложенное устройство позвол ет избежать указанные выше недостатки и создать легкий и компактный прибор дл  измерени  концентрации различных компонент, вход щих е многокомпонентные системы, встраиваемый в любую технологическую цепочку.

Поставленна  техническа  задача достигаетс  за счет того, что устройство дл  определени  концентрации компонент взвесей в многокомпонентных системах, содержащее блок управлени , блок индикации и источник света, оптически св занный с фотоприемником, подключенным к регистратору , дл  обеспечени  компактности снабжено дополнительным фотоприемником , дополнительным световодом и выносным датчиком, выполненным в виде набора передающих и приемных световодов, объединенных в рефлектометрический волоконный зонд, выходной торец передающего световода и входной торец приемного световода представл ет собой средство контрол , причем световоды обеспечивают возможность оптической св зи соответственно дополнительный световод - между источником света и дополнительным фотодатчиком , передающий световод - между источником света и средством контрол , приемный световод - между средством контрол  и фотодатчиком, при этом блок регистрации содержит усилитель, св занный через фильтр с фотоприемником, а через детектор - с блоком индикации, блок управлени  состоит из последовательно соединенных источника опорного напр жени , элемента сравнени  и модул тора, причем к последним и усилителю подключен блок питани , элемент сравнени  подсоединен к дополнительному фотоприемнику, а модул тор св зан с источником света.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема устройства; на фиг,2 - электрическа  часть устройства.

Устройство дл  определени  концентрации компонент взвесей в многокомпонентных растворах содержит смонтированные в корпусе 1 источник 2 света, фотоприемник 3, дополнительный фотоприемник 4, передающий световод 5, приемный световод 6. Световоды объединены в общий жгут и составл ют рефлектометрический волоконный зонд 7, который в свою очередь может содержать набор передающих и принимающих световодов, настроенных на измерение разных компонент анализируемой жидкости . Выходной торец передающего световода и входной торец приемного световода представл ют собой средство 8 контрол , вводимое непосредственно в анализируемую среду. В корпусе размещен блок управлени  9, блок 10 регистрации, блок 11 питани , блок 12 индикации. Стабилизацию светового потока осуществл ют за счет применени  обратной св зи, обеспечиваемой дополнительным световодом 13. При этом световой поток от источника 2 света модулируют промежуточной частотой и прини- мают с помощью размещенного в блоке регистрации частотно-избирательного приемника , настроенного на эту частоту. Блок 9 управлени  содержит источник 14 опорного напр жени , элемент 15 сравнени , св зан- ный с дополнительным фотоприемником 4, модул тор 16, св занный с элементом сравнени  и источником света. Блок 10 регистрации содержит усилитель 17, св занный через фильтр 18 с фотоприемником 3 и че- рез детектор 19 с блоком 12 индикации.

Анализируемый раствор, например молоко , наливают в емкость 20, куда ввод т зону контрол  рефлектометрического волоконного зонда.

Устройство работает следующим образом .

Исследуемый раствор, например моло ко, или кака -либо друга  многокомпонент на  система, содержаща  компоненты взвеси А, В, С и т.д., подвергаетс  исследованию при введении зоны контрол  рефлек- тометрического волоконного зонда Источник 2 света, например светодиод, выбирают с длиной волны дл  определенной компоненты, исход  из услови , что Я а0. где Зо - характерный размер частиц компоненты , например В, излучение от источника 2 света направл ют через передающий световод 5 в анализируемый раствор. Свет рассеиваетс  в обратном направлении той компонентой, дл  которой выполн етс  условие А а0. Световой поток, рассе нный этой компонентой, через приемный световод 6 поступает в фотоприемник 3, сигнал с которого, пропорциональный концентрации данной компоненты, через блок 10 регистрации вывод т в удобном дл  воспри ти  виде на индикатор блока 12 индикации . Дополнительный световод, обеспечивающий оптическую св зь между источником света и дополнительным фотоприемником , образует обратную св зь, обеспечива  таким образом стабилизацию светового потока.

Таким образом, выбира  характеристическую дл  каждой из компонент длину вол- ны, данное устройство позвол ет определить концентрации каждой из компонент , вход щей в исследуемый раствор.

Устройство позволит производить экспресс-анализ взвесей в том числе и молока, в любых количествах, как непосредственно на производстве, в технологическом потоке, так и в полевых услови х. Оно компактно, просто в изготовлении и в обслуживании.

(56) Авторское свидетельство СССР № 609090. кл. G 01 N 33/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1070472, кл, G 01 N 33/04, 1982.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТ ВЗВЕСЕЙ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ, содержащее блок управлени , блок индикации и источник света, оптически св занный с фотоприемником, подключенным к регистратору, отличающеес  тем. что оно снабжено дополнительным фотоприемником , дополнительным световодом и выносным датчиком, представл ющим собой

   50 набор передающих и приемных световодов , объединенных в рефлектометрический волоконный зонд, выходной торец передающего и входной торец приемного световодов которого представл ют собой

   55 средство контрол , причем световоды выполнены с возможностью обеспечени  оптическойсв зисоответственно дополнительный световод - между источником света и дополнительным фотодатчи- ом, передающий световод - между

   источником света и средством контрол , приемный световод - между средством контрол  и фотодатчиком, при этом блок регистрации содержит усилитель, св занный через фильтр с фотоприемником, а через детектор - с блоком индикации, блок управлени  состоит из последовательно

   От tpomoflft/e#№ff4 ф ff/77

   #ус/т атщ/2г

   /

   QtozZ

   соединенных источника опорного напр жени , элемента сравнени  и модул тора, причем к последним и усилителю подключен блок питани , элемент сравнени  подсоединенкдополнительному фотоприемнику, а модул тор св зан с источником света

   -го

   fff

   ф Хб/tDXi/

   t/Hdi/xffttt/i/f2