RU1784880C

RU1784880C - Device for suspended particles content determining in fluids

Info

Publication number: RU1784880C
Application number: SU904861321A
Authority: RU
Inventors: Юрий Дмитриевич Думаревский; Татьяна Владимировна Захарова; Владимир Алексеевич Овечкин; Александр Викторович Поликарпов; Людмила Васильевна Медведева; Владимир Васильевич Панченко
Original assignee: Dumarevskij Yurij D; Zakharova Tatyana V; Ovechkin Vladimir A; Polikarpov Aleksandr V; Medvedeva Lyudmila V; Panchenko Vladimir V
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-12-30

Abstract

Использование: измерительна техника . Сущность изобретени : проекционна оптическа система выполнена в виде полых световодов, одни торцы которых герметичны и оптически св заны с фотоприемниками , а другие погружены в анализируемую мощность, или в виде линзы. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.Usage: measuring technique. SUMMARY OF THE INVENTION: The projection optical system is made in the form of hollow fibers, some ends of which are sealed and optically coupled to photodetectors, while others are immersed in the analyzed power, or in the form of a lens. 2 z.p., f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл определени мутности жидкостей в отдельных пробах и в потоке.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to determine the turbidity of liquids in separate samples and in a stream.

Известно устройство дл определени концентрации вещества по оптической плотности среды, состо щее из последовательно расположенных и оптически св зан- ных источника излучени , кюветы с прозрачными окнами, фоточувствительного элемента. Измер етс интенсивность излучени , прошедшего через кювету с анализируемой жидкостью.A device is known for determining the concentration of a substance by the optical density of a medium, consisting of sequentially located and optically coupled radiation sources, cuvettes with transparent windows, and a photosensitive element. The intensity of the radiation transmitted through the cell with the analyzed liquid is measured.

Недостатком устройства вл етс существование погрешностей измерений, обусловленных отложением различных солей и взвешенных частиц на внутренних поверхност х окон кюветы и их запотеванием.A disadvantage of the device is the existence of measurement errors due to the deposition of various salts and suspended particles on the inner surfaces of the cell windows and misting.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл определени содержани взвешенных частиц в жидкости, состо щее из проточной кюветы в виде колонны, имеющей входной патрубок и сливное отверстие, содержащейThe closest in technical essence to the invention is a device for determining the content of suspended particles in a liquid, consisting of a flow cell in the form of a column having an inlet pipe and a drain hole containing

расположенные последовательно сверху вниз оптически св занные источник света, первый пол ризатор, закрепленный в обойме с возможностью перемещени , второй пол ризатор, закрепленный неподвижно, кольцеьой фотоприемник, третий пол ризатор , закрепленный неподвижно, скрещенный со вторым.optically connected sequentially from top to bottom, a light source, a first polarizer mounted in a movable holder, a second polarizer fixedly mounted, an annular photodetector, a third polarizer fixedly fixed, crossed with a second one.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Световой поток от источника света, линейно пол ризованный первым и вторым пол ризаторами в плоскости, перпендикул р ),ой плоскости главного сечени второго пол ризатора падает на поверхность наход щейс в кювете анализируемой жидкости под углом с нормалью, близким к 0 , частично отражаетс от поверхности жидкости, ча- стично проходит вглубь, испытыва преломление и рассе ние. Попадание на фотоприемник фона, создаваемого отраженными от поверхности жидкости лучами, вл ющимис пол ризованными, предотвращаетс пол ризатором, скреслThe luminous flux from the light source, linearly polarized by the first and second polarizers in the plane, perpendicular p), the ith plane of the main section of the second polarizer, falls onto the surface of the analyzed liquid in the cuvette at an angle with a normal close to 0, partially reflects from the surface liquid partially passes deep into, undergoing refraction and scattering. The background on the photodetector created by the rays being polarized reflected from the surface of the liquid is prevented by the polarizer,

сwith

XJ 00 N 00XJ 00 N 00

оо ОLtd

щенным с вторым Световые лучи, рассе нные взвешенными в жидкости частицами, не вл сь пол ризованными, проход т третий пол ризатор и возбуждают в фотоприемнике сигнал, по величине которого су- д т о мутности жидкости.coupled with the second Light rays scattered by particles suspended in the liquid, not being polarized, pass through the third polarizer and excite a signal in the photodetector, the magnitude of which is the liquid turbidity.

Недостатком устройства вл етс низка чувствительность из-за неэффективного использовани света, создаваемого источником излучени , и света, рассе нноговзве- шенными в жидкости частицами.A disadvantage of the device is its low sensitivity due to the inefficient use of the light generated by the radiation source and the light scattered by particles in the liquid.

Цель изобретени - повышение чувствительности .The purpose of the invention is to increase sensitivity.

Устройство дл определени содержани взвешенных частиц в жидких средах содержит оптически св занные источник излучени а виде лазера, проекционную оптическую систему, кювету с входным и слив- ным отверсти ми, фотоприемный блок, соединенный с электронным блоком обра- ботки. Новым в устройстве вл етс то, что источник излучени установлен под углом к дну кюзе(ы, фотоприемный блок содержит, по крайней мере, два фотоприемника, проекционна система установлена между кю- ветой и фотоприемником, причем проекционна оптическа система выполнена в виде двух полых световодов по числу фотоприемников, одни концы которых герметичны и оптически св заны каждый со своим фотоприемником, а другие погружены в анализируемую жидкость, а также вы полнена в виде линзы.A device for determining the content of suspended particles in liquid media contains an optically coupled radiation source in the form of a laser, a projection optical system, a cuvette with inlet and outlet openings, a photodetector unit connected to the electronic processing unit. New in the device is that the radiation source is installed at an angle to the bottom of the body (s, the photodetector unit contains at least two photodetectors, the projection system is installed between the cell and the photodetector, and the projection optical system is made in the form of two hollow optical fibers according to the number of photodetectors, some ends of which are sealed and optically connected to each of their photodetectors, while others are immersed in the analyzed liquid, and also made in the form of a lens.

На фиг.1 и 2 показано предлагаемое устройство.Figure 1 and 2 shows the proposed device.

Устройство содержит источник излучени в виде лазера 1, кювету 2, имеющую слизное 3 и входное 4 отверсти , проекционную оптическую систему 5, фотоприемный блок б, включающий по крайней мере два фотоприемника, соединенный с электронным блоком обработки. На фиг.2 представлена схема устройства с проекционной системой 5, выполненной в виде двух полых световодов (по числу фотоприемников). Обозначени элементов устройства аналогичны приведенным на фиг.1.The device comprises a radiation source in the form of a laser 1, a cuvette 2, having a mucous 3 and an inlet 4 holes, a projection optical system 5, a photodetector unit b, comprising at least two photodetectors connected to an electronic processing unit. Figure 2 presents a diagram of a device with a projection system 5, made in the form of two hollow optical fibers (the number of photodetectors). The designations of the device elements are similar to those shown in Fig. 1.

Устройство работает следующим обра- зом. I IOTOK света от источника излучени 1 падает наклонно к дну кюветы 2, содержа- щей анализируемую жидкость, включающей сливное 3 и входное 4 отверсти . Часть света отражаетс от поверхности жидкости, а друга часть света проходит в обьем, где рассеиваетс и поглощаетс наход щимис в жидкости взвешенными частицами. С помощью проекционной оптической системы 5 в плоскости фотоприемного блока б формируетс изображение бптического пути света в анализируемой жидкости. В различных точках сформированного изображени , соответствующим различным длинам пути возбуждающего света в жидкой среде, установлены , по крайней мере, два фотоприемника 7 фотоприемного блока 6, сигналы с которых поступают в электронный блок обработки , где находитс их отношение, по величине которого суд т о мутности жидкости .The device operates as follows. I IOTOK of light from the radiation source 1 falls obliquely to the bottom of the cuvette 2 containing the analyzed liquid, including drain 3 and inlet 4. Part of the light is reflected from the surface of the liquid, while another part of the light passes into the volume where it is scattered and absorbed by suspended particles in the liquid. Using the projection optical system 5 in the plane of the photodetector unit b, an image of the optical path of light in the analyzed liquid is formed. At various points of the generated image corresponding to different path lengths of the exciting light in a liquid medium, at least two photodetectors 7 of the photodetector unit 6 are installed, the signals from which are fed to the electronic processing unit, where their ratio is found, the magnitude of which shows the turbidity liquids.

При использовании в качестве проекционной оптической системы двух полых световодов 5 (по числу приемников) устройство работает следующим образом. Собранный световодами 5 свет, рассе нный объемами жидкости, одинаковыми по величине, но наход щимис на разной глубине по ходу распространени возбуждающего света в жидкости, регистрируетс фотоприемниками 6, соединенными каждый со своим световодом , сигналы с фотоприемников сопоставл ютс в электронном блоке обработки . По величине их отношени суд т о мутности жидкости.When using as a projection optical system of two hollow optical fibers 5 (according to the number of receivers), the device operates as follows. The light collected by the optical fibers 5 is scattered by volumes of liquid that are the same in size but at different depths along the propagation of the exciting light in the liquid, and are detected by photodetectors 6, each connected to its own optical fiber, and the signals from the photodetectors are compared in the electronic processing unit. The magnitude of their ratio is judged by the turbidity of the liquid.

Техническа сущность изобретени заключаетс в том, что обеспечиваетс более эффективное использование генерируемого источником света излучени и рассеиваемого в объеме жидкости на взвешенных частицах излучени .The technical essence of the invention lies in the fact that it provides a more efficient use of the radiation generated by the light source and scattered in the liquid volume by suspended radiation particles.

Источник излучени 1 реализуетс , например , лазером ЛГН-72. Кювета 2 может быть выполнена, например, из оргстекла. В качестве фотоприемников могут быть использованы фотодиоды.The radiation source 1 is realized, for example, by an LGN-72 laser. The cuvette 2 can be made, for example, from plexiglass. As photodetectors, photodiodes can be used.

Claims

1. A device for determining the content of suspended particles in liquid media containing optically coupled radiation source in the form of a laser, a projection optical system, a cuvette with inlet and outlet openings, a photodetector unit connected to an electronic processing unit, characterized in that, for the purpose of to increase sensitivity, the radiation source is installed at an angle to the bottom of the cuvette, the photodetector unit contains at least two photodetectors, and the projection optical system is installed between the cuvette and the photodetector.

2. The device according to claim 1, with the proviso that the projection optical system is made in the form of two hollow optical fibers (the number of photodetectors, one of whose ends are sealed and are optically connected to each photodetector while others are immersed in the analyzed liquid.

Z. Ustroysts pop 1, distinguishing with that. that the projection optical system is made in the form of a lens.

&# j jVjrjr jrr 0 #jrM fjr jV r r f.

/ f In l he has o5ra5olpha

FCL-1

X 5Lock A oltpafio / nxv