16.3.1.Если световой поток известной и измеренной интенсивности пересекается потоком прозрачной жидкости, загрязненной непрозрачными частицами, то световой поток ослабляется на величину, пропорциональную площади проекции частицы в направлении оптической оси. Изменение светового потока регистрируется фотоприемником и трансформируется в электрические импульсы, пропорциональные размеру частицы.
16.3.2.Эти импульсы поступают на вход электронного блока, осуществляющего подсчет импульсов и их разделений на группы по размерам (длительности импульса).
16.3.3.Для дифференцированного определения количества частиц по всем размерным группам в анализаторе предусмотрен режим калибровки пороговых значений диапазонов регистрации частиц каждой размерной группы.
16.3.4.При режиме калибровки в измерительный канал анализатора вводится калибровочная кювета КК с заключенной внутри аттестованной частицей порогового размера для каждой размерной группы.
16.3.5.Под воздействием побудителя частица в кювете совершает колебания, формируя импульсы, по которым калибруются пороги диапазонов регистрации числа частиц размерной группы, ограниченной пороговыми значениями диапазонов (см. п. 16.1), а также осуществляется подстройка чувствительности анализатора.
16.4.Описание анализатора
16.4.1.В комплект анализатора механических примесей входят: а) собственно анализатор ФС-112 (рис. 16.1):
б) цифропечатающее устройство (ЦПУ) Щ 6800 ОК (рис. 16.2).
16.4.2.Анализатор выполнен в виде единого блока (см. рис. 16.1), объединяющего два функциональных подблока: а) оптический, представляющий фотометрическо-счетный первичный преобразователь; б) электронный, предназначенный для амплитудной классификации электрических импульсов и вывода информации на цифровое табло и цифропечатающее устройство (ЦПУ).
Рис. 16.1. Общий вид анализатора механических примесей типа ФС-112: 1 – входная воронка; 2 – пережимной клапан; 3 – поддон
Рис. 16.2. Цифропечатающее устройство
Рис. 16.3. Принципиальная оптическая схема фотометрическо-счетного блока анализатора ФС-112: 1 – лампа накаливания; 2 – диафрагма диаметром 2,0;
3 – то же диаметром; 4 – объектив; 5 – кювета рабочая; 6 – диафрагма диаметром 15; 7 – то же диаметром 2,5; 8 – поворотное зеркало; 9 – линза; 10 –
матовое стекло; 11 – светофильтр; 12 – полевая диафрагма 10х0,25; 13 – линза; 14 – фотодиод; 15 – линза; 16 – калибровочная кювета
Рис. 16.4. Принципиальная электрическая схема фотометрическо-счетного блока анализатора ФС-112
16.4.3. Фотометрическо-счетный преобразователь оптических сигналов.
16.4.3.1. Оптическая схема (рис. 16.3). Световой поток от лампы накаливания проходит через диафрагму 2 и образует в рабочей кювете 5 освещенную область с проходящими через нее частицами примеси. Изображение этой области через диафрагму 3 и микрообъектив 4 с увеличением х10 переносится на плоскость полевой диафрагмы 12. Линза 13 фокусирует изображение и передает его с увеличением х0,25 на входное окошко фотодиода 14.
В режиме калибровки анализатора в измерительный канал дополнительно вводится калибровочная кювета 16 с заключенной внутри аттестованной частицей. В измерительный канал перед калибровочной кюветой 16 устанавливают нейтральный светофильтр 11 из комплекта анализатора:
светофильтр С5 1Е5.940.157 – 1 шт.;
светофильтр С10 1Е5.940.158 – 1 шт.; светофильтр С25 1Е5.940.159 – 1 шт.;
светофильтр С50 1Е5.940.160 – 1 шт.
Каждый из светофильтров имеет определенный коэффициент светопропускания. Таким образом реализуется возможность с помощью одной колеблющейся частицы в калибровочной кювете и набора различных нейтральных светофильтров формировать опорные импульсы, соответствующие калибруемым размерным группам частиц.
Линза 15 служит для наблюдения через наружный зрачок за внутренней полостью капилляра калибровочной кюветы КК (наличие пузырьков, ворсинок, заполнение капилляра КК дисперсионной жидкой средой).
Для выявления загрязнения рабочей поверхности 5 предусмотрено специальное устройство, состоящее из поворотного зеркала 8, матового стекла 10 и линзы 9. Это устройство при необходимости вводится в ход лучей измерительного канала с помощью поворотного зеркала 8.
16.4.3.2. Электрическая схема (рис. 16.4). Электрическая схема оптического блока включает: 1) усилитель ПУс для усиления сигналов фотоприемника УД1; 2) лампу накаливания EL-1 типа КГМН-12-20-ХЛ2; 4) микроамперметр РА1 для контроля загрязненности рабочей кюветы; 5) потенциометр RР1 для установки стрелки микроамперметра; 6) потенциометр RP2 для регулировки чувствительности схемы, его ручка выведена на переднюю панель.
16.4.4. Конструкция фотометрическо-счетного (оптического) блока анализатора ФС-112 (рис. 16.5). Оптический блок собран на литом металлическом каркасе 3. На нем смонтированы узлы, входящие в оптическую схему (источник света 17, рабочая кювета 16, микрообъектив 12, 13, 14, 15, окуляр 11, светофильтры 10, калибровочная кювета 8, фотоприемник 7) и в измерительную электрическую схему (соленоид 5, усилитель 4, микроамперметр 1 и потенциометр установки стрелки микроамперметра 22).
Источник света 17 представляет собой оправу, к которой четырьмя винтами 20 крепится галогенная лампа. Юстировка лампы возможна как по горизонтали (опустить 2 винта, поз. 20), так и по вертикали (отпустить 2 винта, поз. 19). Источник света закрыт кожухом 21.
Рабочая кювета 16 представляет собой дюралевый корпус со вставленным в него капилляром. Ее юстировка возможна только по горизонтали, для чего необходимо отпустить винты.
Объектив представлен дюралевым корпусом 13 со вставленными в него диафрагмами. На передний конец корпуса навинчен микрообъектив СМ-2, поз. 15. Для юстировки объектива по оптической оси необходимо отпустить винт 12. Отверстие 14 предназначено для подключения стеклянной входной воронки на штативе.
Калибровочная кювета 8 представлена дюралевым корпусом со встроенным капилляром. На корпусе смонтированы блок светофильтров
10 и линза для наблюдения за работой кюветы. Корпус линзы является ручкой для ввода кюветы в измерительный канал в режиме калибровки. Микровыключатель 9 служит для включения-выключения соленоида 5.
Рис. 16.6. Функциональная схема электронного блока анализатора ФС-112
Фотоприемник 7 состоит из корпуса с вмонтированным в него фотодиодом.
В задней части оптического блока имеются два штуцера 6, через которые осуществляется заполнение калибровочной кюветы рабочей жидкостью.
16.4.5. Электронный блок анализатора ФС-112.
16.4.5.1. Функциональная схема электронного блока (рис. 16.6).
Блок электронный (БЭ) является одноканальным амплитудным анализатором электрических импульсов, полученных преобразованием световых импульсов. БЭ выполняет следующие функции: 1) обеспечение всего прибора стабилизированным напряжением; 2) управление процессами калибровки и подстройки чувствительности прибора; 3) ввод команд и световая индикация; 4) вывод информации на цифровое табло и ЦПУ.
16.4.5.2. Функциональная схема БЭ состоит из следующих элементов
(см. рис. 16.6):
1)формирователей опорных уровней дискриминации – ФОУ;
2)дискриминаторов верхнего (ДВУ) и нижнего (ДНУ) уровней;
3)схемы антисовпадения (АС);
4)схемы управления калибровкой и подстройкой чувствительности
(УК);
5)пятиразрядного десятичного счетчика с индикацией (СИ);
6)схемы формирования командных импульсов (ФКИ);
7)блока питания (БП).