Пристрій для визначення концентрації суспензованих речовин у стічних водах

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ В СТОЧНЫХ ВОДАХ, включающее проточную камеру, источник светового потока, фотоприемник, для регистрации Обратного рассеяния света, и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, проточная камера имеет крышку, выполненную в виде интегрирующей полусферы, направленной выпуклой частью в сторону источника светового потока, с отверстием по вертикальной оси проточной камеры и с прорезью на боковой поверхности, причем фотоприемник установлен на направлении радиуса, проходящего через центр этой прорези, а в качестве источника светового потока использован лазер,причем внутренняя поверхность полусферы выполнена матовой. 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в плоскости крепления полусйеры к верхнему торцу проточной камеры вертикально установлена светонепроницаемая трубка, так, что ее ось совмещена с осью проточной камеры, а нижний конец трубки погружен в контролируемую жидкость. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между лазером и интегрирующей полусферой установлена делительная пластина для отклонения части светового потока, на пути которого установлен дополнительный йютоприемник, соединенный с одним входом регистрирующего блока, причем делительная пластина установлена под углом 45° к вертикальной оси проточной камеры. 4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что между делительной пластиной и интегрирующей полусферой установлен модулятор светового потока, выполненный в виде соединенной с электромотором крыльчатки, пересекающей световой поток, а над противоположным концом крыльчатки установлен источник освещения, под которым под крыльчаткой установлен фотоприемник модулятора, соединенный с входом блока синхродетектора, второй вход которого соединен через блок усиления с выходом фотоприемника" для; регистрации обратного рассеяния св£та, а выход блока синхродетектора соединен cjустройством сравнения, последний' соединен с регистрирующим блоком. 5. Устройство по пп. 1-А, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фотоприемник обратного рассеяния света имеет светофильтр, 6. Устройство по пп.1-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что проточная камера выполнена цилиндрической. 7. Устройство по пп. 1-6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтр выхбДйОй ~ о 00 00 830863' 9, Устройство по п,1, о т л и ч апатрубок проточной камеры расположен у верхнего торца последней и на стороне, ю щ е е с я тем, что прорезь на полу. противоположной входному патрубку. сфере расположена по дуге от вершины полусферы к ее основанию, а фото8. Устройство по пп, 1-7, !о т л иприемник обратного рассеяния свеч а ю щ е е с я тем, что на дне ката установлен с возможностью померы по ее вертикальной оси установворота. лена ловушка излучения. Данное устройство обеспечивает непрерывный контроль за изменением концентрации взвешенных веществ, а также исключает непосредственный контакт фотоприемника с исследуемой жидкостью, К недостаткам устройства относится нестабильность излучения источника света и нагрев фотоприемника последним за счет расположения их в одном блоке, что приводит к искажению результатов измерения. Кроме того это устройство не обеспечивает достаточную проникающую способность луча, а также возможны случайные засветки фотоприемника. Известно также .устройство — нефелометр , в котором используется принцип обратного рассеяния. Нефелометр содержит источник коллимированного падающего света, защитное стекло, служащее для предотвращения попадания жидкости в измерительную часть, фоточувствительный элемент, восприИзвестно устройство для определе25 нимающий обратное рассеяние света, ния концентрации взвешенных веществ, и регистрирующее устройство. Нефелопредставляющее собой широкодиапазонметр содержит пробоотборник, установный турбидиметр, в основу которого по- ленный в единственном отверстии камеложен нефелометрический принцип изры, через которое осуществляется сомерения. Турбидиметр состоит из проприкосновение пробоотборника с пото30 точной камеры и измерительной части. ком жидкости [ 2 ] . Камера расположена под углом 45° к Недостатком устройства является вертикали и имеет входное отверстие нестабильность потока измерения источдля жидкости вблизи середины боковой ника света, влияние нагрева источстороны, а слив жидкости осуществляника света на фотоприемник, загрязется через верхний край .камеры. 35 нение защитного стекла исследуемой Измерительная часть содержит исжидкостью, что увеличивает погрешточник света, линзу, фотоприемник и ность результатов измерения. регистрирующее устройство. Луч света падает на поверхность жидкости под Целью изобретения является повышеуглом 75-80°. Часть света ( рассеян40 ние точности измерения взвешенных часного на частицах взвеси и направлентиц путем введения элементов, повыная вертикально вверх регистрируется шающих помехоустойчивость фотоприем1 фотоприемником flj. ника обратного рассеянного излучения Изобретение относится к устройствам исследования химических и физи* ческих свойств веществ, а конкретнок устройствам для определения концентрации взвешенных веществ в жидкости 5 и предназначено для контроля сточных вод промышленных предприятий. Сточные воды промышленных предприятий содержат различные вредные минеральные примеси, химические сое- '° динения или токсические вещества. Одним из основных параметров, требующих постоянного контроля над сточными водами, является концентрация взвешенных веществ. Установленные предельно-*5 допустимые концентрации (ПДК) взвешенных веществ в сточных водах требуют более высокой точности измерения, чем дают существующие приборы, вследствие чего проблема повышения 20 точности устройств для измерения концентрации взвешенных веществ остается весьма актуальной. 830863 При этом фотоприемник обратного и элементов, повышающих его избирарассеяния света имеет светофильтр. тельность» устранения случайных засПри этом проточная камера выполнена веток, а также исключения влияния_нестабильности излучения источника света. цилиндрической. При этом выходной патрубок проточУказанная цель достигается тем, $ ной камеры расположен и на стороне, что устройство для определения конпротивоположной входному патрубку» центрации взвешенных частиц в сточПри этом на дне камеры по ее верных водах, включающем проточную каметикальной оси установлена ловушка из—' ру, источник светового потока, фотоприемник для регистрации обратного ш лучения. Кроме того, прорезь на полусфере рассеяния света и регистрирующий блок, расположена по дуге от вершины полупроточная камера имеет крышку, высферы к ее основанию, а фотоприемник полненную в виде интегрирующей полуобратного рассеяния света установлен сферы, направленной выпуклой частью в сторону источника светового потока, \$ с возможностью поворота. Сущность изобретения поясняется с отверстием по вертикальной оси прочертежом, на котором изображена схеточной камеры с прорезью на боковой ма общего вида устройства. поверхности, причем фотоприемник установлен в направлении радиуса, проУстройство для определения конходящего через центр этой прорези, 20 центрации взвешенных Частиц в сточа в качестве источника светового поных водах содержит проточную цилиндтока использован лазер, причем внутрическую камеру 1, источник световоренняя поверхность полусферы выполго потока 2, в качестве которого иснена матовой. пользуется лазер, например, ЛГ-5(?, При этом в плоскости крепления 25 фотоприемник 3, воспринимающий обратное рассеяние света, регистрируюполусферы к верхнему торцу проточной щий блок, состоящий из усилителя 4, камеры вертикально установлена светосинхродетектора 5, устройства сравнепроницаемая трубка, так, что ее нения 6 и самописца 7. Проточная циось совмещена с осью проточной камелиндрическая камера 1 имеет крышку ры» а нижний конец трубки погружен 30 8, выполненную в виде полусферы с в контролируемую жидкость. отверстием 9 для входа светового поКроме того, между лазером и интегтока и с прорезью 10 для вывода сверирующей полусферой установлена делита, рассеянного на частицах взвеси тельная пластина для отклонения часназад. Прорезь 10 расположена на поти светового потока, на пути котороверхности полусферы 8 по дуге от верго установлен дополнительный фотошины к ее основанию. Внутренняя поприемник, соединенный с одним из верхность интегрирующей полусферы 8 входов регистрирующего блока, причем матовая и диффузно- отражает свет. делительная пластина установлена под Фотоприемник 3 установлен с возможуглом 45° к вертикальной оси проточ•10 ностью поворота для выбора оптимальной камеры. ного угла расположения последнего. При этом между делительной пласВ центре проточной камеры 1 в точтиной и интегрирующей полусферой ке пересечения луча лазера 2 с поустановлен модулятор светового поверхностью жидкости расположена светотока, выполненный в виде соединенной 4 ^ непроницаемая цилиндрическая трубка с электромотором крыльчатки, пересе1I, нижний конец которой помещен в кающей световой поток, а над противожидкость, спицами 12 трубка 11 закположным концом крыльчатки установреплена за край камеры 1, фотоприемлен источник освещения, под которым ник 3 расположен с возможностью пепод крыльчаткой установлен фотоприем- 50 ремещения по дуге, центром которой ник модулятора, соединенный с входом является точка, расположенная на верблока синхродетектора, второй вход тикальной оси устройства и на !-2 см которого соединен через блок усилениже светонепроницаемой трубки 12, ния с выходом фотоприемника для редля выбора оптимального угла распологистрации обратного рассеяния света, ЪЪ жения фотоприемника 3. а выход блока синхродетектора соедиДелительная пластина 13 располонен с устройством сравнения последжена под лазером 2 под углом 45° к ний соединен с регистрирующим блоком. вертикали, отклоняя часть светового 830863 потока на дополнительный фотопрйемник 14, выход которого соединен с устройством сравнения 6, Под делительной пластиной 13 установлен модулятор светового потока, состоящий из электромотора 15 и крыльчатки 16, Крыльчатка 16 одним своим концом пересекает световой поток, создаваемый лазером 2, а над противоположным ее концом расположен источник освещения 10 17, Под крыльчаткой 16 установлен фотоприемкик модулятора 18, воспринимающий промодулированное крыльчаткой 16 излучение дополнительного источника освещения 17. Выход фотопри- 15 емника модулятора 18 соединен со вторым входом синхродетектора 5 и создает на его входе опорный сигнал,. Перед фотопрнемником 3 установлен светофильтр 19, область пропускания кото- 20 рого совпадает с длиной волны генерируемой лазером 2. В проточной цилиндрической камере 1 входной патрубок 20 расположен вблизи дна камеры 1, а выходной патрубок 21 установлен на про-25 тивоположной стороне камеры 1 вблизи края камеры 1, На дне камеры 1 установлена ловушка излучения 22. Устройство рабЪтает следующим образом. В проточную цилиндрическую ка-зо меру 1 подают постоянный поток жидкости, содержащий взвешенные вещества? при открытых входном 20 и выходном 21 патрубках. / 35 Лазер 2 генерирует излучение в непрерывном режиме с частотой f^в световой поток которого F-|, Делительная пластина 13 делит световой поток F^ на два световых потока F 2 и Fj - Световой поток ?2 to топриемника модулятора 18. 4 Затем сигнал, преобразованный в синхродетекторе 5, поступает на вход устройства сравнения 6, на второй вход которого подается сигнал для сравнения от фотоприемника 14, результирующий сигнал, пропорциональный концентрации взвешенных веществ» регистрируется самописцем 7. Формирование опорного сигнала на входе синхродетектора 5 осуществляется с помощью дополнительного источника света \1у промодулированное излучение которого воспринимается фотоприемником модулятора 18, выход фотоприемника модулятора 18 соединен со входом синхродетектора 5, который используется для повышения помехоустойчивости основного сигнала. Перед фотоприемником 3 расположен светофильтр 19. Использование светофильтра, область пропускания которого совпадает с частотой генерации лазера необходимо для устранения возможных случайных засветок фотоприемника 3 и для повышения избирательности его, для регистрации только промодулированного излучения лазера,^рассеянного на частицах взвешенных веществ в жидкости в направлении назад. Влияние центральной точки пересечения светового луча с поверхностью жидкости устраняется с помощью светонепроницаемой трубки 12 и, таким образом, получаем информацию о глубинном рассеянии излучения на частицах взвеси. На дне камеры 1 установлена ловушка 22, гасящая излучение лазера 2 и препятствующая многократному прохождению светового потока. При возрастании Концентрации взвешенных 830863 8 веществ возрастает составляющая све прчмо пропорциональный концентрации та, рассеянного назад, и соответствзве-шениых веществ, регистрируется венно возрастает величина сигнала самописцем 7, воспринимаемого фотоприемником 3, 'а Предложенное устройство для опреследовательно, и амплитуда перемен5 деления концентрации взвешенных часного сигнала,поступающего на вход тиц в сточных водах обеспечивает поусилителя 4. Возрастает соответствышение точности и сокращение времевенно величина основного сигнала.пони измерения взвешенных частиц в воступающего на один из входов синіродотоке сточных вод по сравнению с ;п Детектора 5, на второй вход которого известными устройствами, исключает подается опорный сигнал от фотоприемзагрязнение защитного стекла и обесника модулятора 18. печивает достоверность результатов На выходе синхродетектора 5 полугидрохимического анализа в процессе чаем сигнал постоянного тока, амплипроведения мероприятий по защите водГ туда которого пропорциональна кон1> ных ресурсов (рек, озер, водохрацентрации взвешенных веществ. С вынилищ и других водотоков ) от загрязхода синхродетектора 5 сигнал постунения примесями взвешенных частиц. пает на один из входов устройства сравнения 6, на это же устройство поПредложенное устройство может найти широкое применение в заводских или топриемника 14, пропорциональный мощцеховых"лабораториях анализа сточных ности излучения гелий-неонового лазевод, кроме того оно может быть эфра 2. В устройстве сравнения 6 происфективно использовано службами вод- , ходит сравнение двух сигналов постоянных инспекций как средство слежения ного тока, и результирующий сигнал, ?s за сбросом сточных вод. ВНИИПИ Тираж 792 Заказ 1564/ДСП Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4