Анализ известных моделей волоконно-оптических датчиков и турбидиметров
В общем случае существующие приборы для измерения жидких сред называют концентратомерами. Концентратомеры это приборы для определения концентрации суспензии или массовой доли взвешенных частиц в суспензии. Рассмотрим некоторые из них.
Кондуктометры - идеальное средство для контроля количества растворенных солей и взвешенных частиц в воде (рисунок 1.5). Кондуктометры незаменимы для контроля промышленных трубопроводов или вод, для водной флоры и фауны [6]. Данные приборы предназначены для непрерывного измерения и двухпредельной сигнализации отклонений удельной электропроводимости воды от заданного значения в процессах водоподготовки и контроля водного режима ТЭС.
Рисунок 1.5 - Кондуктометры
Все более широкое применение в приборостроении находят методы контроля, основанные на взаимодействии неоднородной среды с излучением различного спектра. Первичная информация о параметрах такой среды формируется при ее взаимодействии со стимулирующим излучением. Оптическая информация охватывает как видимую область длин волн (0,35-0,76 мкм), так и ультрафиолетовую часть спектра с длинами волн в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Технически сложно реализуема область спектра меньше 0,2 (20 нм) из-за поглощения кислородом воздуха. Инфракрасная область с длинами волн от 0,8 мкм и выше отличается большей информационной способностью и практически более приемлемым является диапазон излучений с длиной волны меньше либо равной 50 мкм.
Примыкающее к оптическому диапазону длинноволновое, микроволновое и коротковолновое рентгеновское излучение не относятся к оптическим методам, так как для их моделирования необходимы другие не оптические законы преломления, отражения и рассеяния.
При взаимодействии оптического излучения с неоднородной средой параметры электромагнитной волны определенной частоты (скорость распространения, амплитуда) могут изменяться, так как частота является неизменной. Хотя влияние этого эффекта и не велико, но оно ограничивает точность как моделирования, так и измерений.
По характеру отраженного излучения оценивается блеск и цвет жидкости. При этом излучение может отражаться регулярно или диффузно.
Для оценки состояния неоднородных сред используются оптические методы измерения и контроля их параметров. Прямые измерения концентрации, формы и размеров инородных частиц в виде сухого остатка, приходящегося на определенный объем жидкости, весьма трудоемкие и применяются в аналитическом приборостроении при научных исследованиях и разработках новых методов и средств. Более распространены косвенные измерения, когда мутность исследуемой жидкости оценивается по характеру взаимодействия мутной среды с оптическим излучением. Каждая среда (вещество) при определенных условиях измерения имеет специфичную величину коэффициента преломления.
Приборы, основанные на таком принципе - рефрактометры (рисунок 1.6), широко используются для идентификации и маркировки (классификации - распознавания) веществ [7]. Рефрактометры применяются: в промышленных и научных лабораториях; в пищевой промышленности (сахарные заводы, кондитерские фабрики, молочные комбинаты) для анализа продуктов и сырья, полуфабрикатов, кулинарных и мучных изделий); в медицине для определения белка в моче, сыворотке крови, субретинальной и других жидких средах; в фармацевтической промышленности для исследования водных растворов лекарственных препаратов.
Статья в тему
Цифровые устройства и микропроцессоры
Современный этап развития вычислительной техники характеризуется разработкой микропроцессорных средств. Микропроцессоры (МП) используются в качестве элементной базы для реализации устройств обработки данных. При этом каждая сфера применения МП предъявляет свои специфические требования к и ...