УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

2001
Устройство определения концентрации этилового снирта в водных растворах
Полезная модель относится к пищевой промышленности и может найти применение в системах контроля качества алкогольной продукции, в частности контроля концентрации этилового спирта в водно-спиртовых и более сложных смесях - продукции производства вино-водочной промышленности.
Наиболее близким к заявленному является устройство определения концентрации этилового спирта в водных растворах, содержашее установленные на одной оптической оси источник света, блок формирующей оптики, акустооптический фильтр с электрическим входом и оптическими входом и выходом, светоделительную пластину, а также зеркало для получения двух идентичных оптических каналов, каждый из которых содержит прозрачную кювету для исследуемой и эталонной спирто-водной смесей соответственно, фотоприемник с оптическим входом и электрическим выходом и блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные синтезатор частоты, усилитель мощности и согласующий блок подключен к электрическому входу акустооптического фильтра (см. например, свидетельство на полезную модель RU № 13979 класс G 01 J 3/18, 2000 г.).
Недостатком данного прототипа является недостаточно высокая точность измерения.
Задачей заявленной полезной модели является повышение точности измерения.
G 01 N33/14, G 01 J 3/18
Технический результат достигается тем, что в устройстве определения концентрации этилового спирта в водных растворах, содержащем установленные на одной оптической оси источник света, блок формирующей оптики, акустооптический фильтр с электрическим входом и оптическими входом и выходом, светоделительную пластину, а также зеркало для получения двух идентичных оптических каналов, каждый из которых содержит прозрачную кювету для исследуемой и эталонной спирто-водной смесей соответственно, фотоприемник с оптическим входом и электрическим выходом и блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные синтезатор частоты, усилитель мощности и согласующий блок подключен к электрическому входу акустооптического фильтра, между оптическими выходами прозрачных кювет и оптическими входами фотоприемника соответственно установлены обтюратор с блоком синхронизации, выход которого соединен с первым входом блока управления, и собирающая линза, а между электрическим выходом фотоприемника и вторым входом блока управления включены последовательно соединенные блок компенсации темнового тока и АЦП, причем другой вход блока компенсации темнового тока соединен со вторым выходом блока управления, между третьим выходом которого и электрическим входом источника света включен управляемый источник питания, при этом обе прозрачные кюветы заключены в общую металлическую обойму.
На чертеже 1 представлено устройство определения концентрации этилового спирта в водных растворах, где источник света - 1, блок формирующей оптики - 2, акустооптический фильтр 3 с электрическим входом и оптическими входом и выходом.
светоделительная пластина - 4, зеркало - 5, прозрачные кюветы - 6 и 7 с эталонной и исследуемой водно-спиртовыми смесями соответственно, обтюратор - 8, блок синхронизации - 9, собирающая линза - 10, фотоприемник - 11, блок компенсации темнового тока 12, АЦП - 13, блок управления - 14, синтезатор частоты - 15, усилитель мощности - 16, согласующий блок - 17, управляемый блок питания - 18 и металлическая обойма - 19.
Устройство работает следующим образом:
Оптический луч от источника света 1, пройдя блок формирующей оптики 2, поступает на оптический вход акустооптического фильтра 3. При поступлении на электрический вход этого фильтра электрического сигнала от первого выхода управления 14 через последовательно соединенные синтезатор частоты 15, усилитель мощности 16 и согласующий блок 17 акустооптический фильтр 3 выделяет из широкого спектра исходного луча, поступившего на его оптический вход, узкополосный оптический пучок, средняя длина волны которого задана частотой электрического сигнала, образованного на выходе синтезатора частоты 15. Этот пучок света, пройдя на оптический выход акустооптического фильтра 3, поступает на светоделительную пластину 4, где разделяется на два пучка: прошедший светоделительную пластину 4 - поступает на вход прозрачной кюветы 6, содержащей эталонную спирто-водную смесь, а отраженный от светоделительной пластины 4, еще раз отразившись от зеркала 5, поступает на вход прозрачной кюветы 7, содержащей исследуемую спирто-водную смесь. Пройдя обе прозрачные кюветы 6 и 7, лучи попадают на обтюратор 8, соединенный с блоком синхронизации 9. При вращении диска обтюратора 8 лучи поочередно пропускаются на
собирающую линзу 10, которая направляет их на фотоприемник И, соединенный с первым входом блока компенсации темнового тока 12. Выход блока синхронизации 9, соединенный с первым входом блока управления 14, передает в последний сигналы, задающие моменты времени, когда на фотоприемник 11 поступают соответственно первый или второй лучи, прошедшие прозрачные кюветы 6 или 7, либо момент их блокировки. От второго выхода блока управления 14 на другой вход блока компенсации темнового блока 12 поступает сигнал компенсации темнового тока, уровень которого задается электрическим сигналом, поступающим на второй вход блока управления 14 с выхода блока темнового тока 12 через АЦП 13 в момент блокировки лучей.
В результате снижается погрешность, вызываемая темновым током фотоприемника 11. Расположение АЦП 13 непосредственно у блока компенсации темнового тока 12 также уменьшает погрешность, связанную с влиянием электромагнитных наводок на измерение.
Кроме того, собирающая линза 10 сводит фотосигналы от эталонного и исследуемого оптических каналов на один фотоприемник 11, что также уменьшает погрешность. Управляемый блок питания 18, включенный между третьим выходом блока управления 14 и электрическим входом источника света 1, поддерживает неизменный уровень сигнала в опорном канале устройства на программно-заданной частоте, что позволяет компенсировать нестабильность элементов устройства и повысить точность измерения. Заключение двух прозрачных кювет 6 и 7 в общую металлическую обойму 12 уравнивает их температуру, что уменьшает пофешность, вызванную различием температуры указанных кювет.