ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ЖИДКОСТИ

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества очистки жидкостей при решении технологических и экологических задач в машиностроении, заявляемое устройство называется фотометрический анализатор жидкости (далее мутномер). Используется в приборостроении, химической и нефтехимической отраслях для определения мутности жидкостей.
Анализ уровня техники на дату представления заявочных материалов позволяет сделать выводы о том, что из уровня техники известны устройства для измерения содержания загрязняющих веществ в жидкостях.
Например, известен «Муномер» по патенту на изобретение РФ №2408873 (бюл. №1 от 10.01.2011). Мутномер, содержащий стакан с перфорациями на боковой поверхности, пустотелый цилиндр, источник излучения, крышку с отверстиями и приемник излучения, отличающийся тем, что на боковой стенке стакана напротив каждой перфорации установлен светопоглощающий колпачок с перфорациями на боковой стенке, а в стакане размещен с возможностью вращения соосно расположенный 13-образный полый ротор, в котором смонтированы световод прямого освещения и световод, свет с выхода которого частично рассеивается и частично поглощается в светопоглощающем колпачке, каждый из которых имеет входное и выходное окна, при этом входные окна световодов расположены напротив источника излучения, выходное окно световода, свет с выхода которого частично рассеивается и частично поглощается в светопоглощающем колпачке, расположено напротив перфорации стакана, закрытой перфорированным колпачком, а выходное окно световода прямого освещения - напротив приемника излучения, причем световоды выполнены из металлического или полимерного материала и  снабжены зеркалами полного отражения, а в качестве материала световодов выбрано оптоволокно.
Недостатком известного мутномера является образование неравномерности концентраций загрязняющих веществ по вертикали, за счет возникновения центробежной силы в жидкости при вращении ротора, что приводит к погрешностям в измерении мутности и как следствие к недостоверности получаемых результатов замера.
Известно другое устройство (мутномер, а.с.№1827596 бюл. №26 от 15.07.1993), мутномер, содержащий закрепленные на штанге светозащитный корпус с отверстиями, источник излучения, расположенный на оси корпуса и оптически связанный с приемником излучения.
Таким образом, в известном мутномере, испускаемый от источника световой поток рассеивается взвешенными веществами и фиксируется двумя фотоприемниками, показания которых далее усредняются, что приводит к погрешностям в измерении мутности и как следствие к недостоверности получаемых результатов замера.
Данное устройство принято нами за прототип. Основными недостатками прототипа является то, что результат измерения этим устройством зависит от продолжительности измерения, т.к. загрязняющие частицы, по закону Стокса, за счет сил гравитации, начинают оседать вниз. Также у этого устройства отсутствует стабилизация по вертикали, что может искажать результаты измерений при различных наклонах устройства.
Техническая проблема заключается в низкой надежности и точности измерений.
Технический результат, на достижение которого направлено техническое решение, повышение надежности и точности измерений.
Технический результат достигается тем, что в фотометрической анализаторе жидкости, содержащем цилиндрический корпус с отверстиями, фотоприемник, внутренний пустотелый цилиндр с подвижной гильзой,  источником излучения и механизмом перемещения, оптически прозрачные экраны, дополнительно вокруг пустотелого цилиндра в нижней части корпуса имеется кольцевой коллектор и патрубок подачи воды, между внутренней подвижной гильзой и пустотелым цилиндром имеется направляющий шпунт, нижнее днище корпуса выполнено с наклоном к центру, где имеется сливной патрубок, а на крышке стакана 5 рядом с регулировочным винтом имеется мерная линейка.
Конструктивная схема предполагаемого устройства показана на фиг. 1. - устройство для измерения концентрации взвешенных веществ (сечение общего вида), фиг. 2 (сечение по кольцевому коллектору) и фиг. 3 - номограмма.
Здесь:
1. - корпус,
2. - стакан,
3. - Фотоприемник,
4. - источник света,
5. - крышка стакана,
6. - втулка,
7. - винт регулировочный,
8. - мерная линейка,
9. - сферический шарнир,
10. - поплавок,
11. - подвижная гильза,
12. - прозрачные экраны,
13. - отверстия на корпусе,
14. - отверстия на гильзе,
15. - кольцевой коллектору,
16. - патрубок подачи воды,
17. - днище корпуса,
18. - сливной патрубок.
Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, внутри которого коаксиально установлен стакан 2. В верхней части корпуса 1, вокруг стакана 2 находится подвижная гильза 11, в которой установлен источник света 4. Гильза 11 в верхней части связана с регулировочным винтом 7 через сферический шарнир 9. Винт 7 имеет возможность перемещаться по вертикали во втулке 6, установленной в крышке стакана 5, при вращении винта на крышке стакана 5, рядом с регулировочным винтом 7 имеется мерная линейка 8.
Внутри корпуса 1, вокруг стакана 2 расположены фотоприемники 3, защищенные от воды прозрачными экранами 12, который так же имеется и внутри подвижной гильзы 11 перед источником света 4. На боковой поверхности корпуса 1 имеется ряд отверстий 13, и в нижней части подвижной гильзы 11 так же расположены отверстия 14. В нижней части корпуса 1 имеется кольцевой коллектор 15 с патрубком подачи воды 16. Нижнее днище 17 корпуса 1 выполнено коническим с наклоном к центру, где имеется сливной патрубок 18.
Устройство работает следующим образом. Предварительно отрегулированное винтом 7 устройство по номограммам для различных диапазонов концентраций загрязняющих веществ (фиг. 3), помещается в измеряемую среду, включается подача воды в корпусе 1 через патрубок 16, подсоединяется источник света 4 и фотоприемники 3 к системе измерения (не показан). Вода поступающая через патрубок 16 попадает в коллектор 15 и через ряд отверстий 13 попадает равномерно в полость корпуса 1. Вода заполняет полость подвижной гильзы 11 и вытекает через отверстия 14 и одновременно заполняет полость корпуса 1, вытекает через отверстия 14 и одновременно заполняет полость корпуса 1, вытекает через отверстия 13. Таким образом в полостях устройства обеспечивается проток жидкости.
При заполнении водой полостей корпуса 1 и подвижной гильзы 11 между поверхностью воды и прозрачным экраном 12 образуется воздушная подушка. Которая предохраняет поверхности стеком от контакта с водой и возможностью загрязнения их взвешенными веществами. Показания фотоприемников 3 поступают в измерительную систему (не показана), в которой после стандартных преобразований выводится на систему у индикации. В случае, если показания устройства индикации не удовлетворяют по точности измерений, ориентируясь по мерной линейке 8 в соответствии с тарировочным графиком (фиг. 3), регулировочным винтом 7 меняют расположение подвижной гильзы 11 относительно стакана 2, которая передвигается по направляющему шпунту 19. Чем больше концентрация загрязняющих веществ в анализируемой воде, тем выше мутность и меньше оптическая проницаемость среды, тем выше надо расстояние между отверстиями 13 на корпусе и отверстиями 14 на гильзе будет уменьшаться, вследствие чего диапазон измерений фотоприемников будет расширяться.
Предложенное устройство может быть использовано в стационарных устройствах с прокачкой воды через патрубок 16 от внешнего насоса, так же может быть использовано как портативный переносной измеритель с подачей воды от ручного насоса.
Использование предложенного устройства позволяет повысить надежность и точность измерений содержания взвешенных веществ в сточных водах.