Введение
Глава 1. Поточный нефелометр как средство контроля концентрации жидких дисперсных систем в составе систем управления технологическими процессами .12
1.1. Измерение концентрации ЖДС 12
1.1.1. Необходимость измерений концентрации ЖДС .12
1.1.2. Классификация известных методов измерения концентрации ЖДС 13
1.1.3. Фотометрические методы .16
1.2. Датчик мутности в составе систем управления технологическими процессами 21
1.3. Проблемы эксплуатации нефелометрических и турбидиметрических датчиков и возможные пути их решения 28
1.3.1. Типичные проблемы, возникающие при эксплуатации мутномеров .28
1.3.2. Возможные пути повышения метрологической надежности мутномеров 29
1.3.3. Бесконтактные струйные нефелометры 31
1.4. Современные промышленные бесконтактные струйные нефелометры 36
1.4.1. Комплекс - анализатор мутности DWA-3000A-TBD .36
1.4.2. Мутномер Aquascat фирмы Sigrist Photometer 38
1.4.3. Комплекс GLI International Steady Stream 4 40
1.4.4. Нефелометр FilterTrak фирмы HACH 41
Результаты и выводы по главе 1. Постановка задачи 44
Глава 2. Технические решения по усовершенствованию бесконтактных струйных нефелометрических датчиков 46
2.1. Особенности эксплуатации бесконтактных струйных нефелометрических датчиков .46
2.1.1. Установка датчиков 46
2.1.2. Деаэрация 48
2.1.3. Допустимый расход жидкости и обеспечение ламинарного течения струи 48
2.1.4. Проблемы эксплуатации в зимних условиях 51
2.2. Конструкция нефелометрического датчика с кольцевом фотодетектором, системой термостатирования и
карданным подвесом .51
2.3. Измерительный тракт нефелометрического датчика. Калибровочная характеристика 55
2.4. Алгоритм работы нефелометрического датчика 61
Результаты и выводы по главе 2 65
Глава 3. Теоретические исследования возможностей нейтрализации влияния девиации струи в бесконтактном струйном нефелометре 66
3.1. Общие замечания о влиянии отклонений струи в струйных датчиках мутности на результаты измерений 66
3.2. Математическая модель зависимости выходного сигнала кольцевого фотодетектора от параметров отклонения струи 71
3.3. Методы нейтрализации влияния девиаций струи на результат измерений 75
3.3.1. Метод прямого суммирования сигналов фотоприемников (метод 1) 76
3.3.2. Метод с дополнительным нелинейным преобразованием сигналов фотоприемников перед их суммированием (метод 2) 81
3.3.3. Метод с вычислением поправочного коэффициента (метод 3) 86
3.3.3.1. Описание метода 86
3.3.3.2. Расчет погрешностей метода с вычислением поправочного коэффициента 92
3.3.3.3. Использование метода с вычислением поправочного коэффициента для кольцевого фотодетектора с восемью фотоприемниками 94
3.3.4. Сравнение эффективности методов нейтрализации влияния девиаций струи 98
Результаты и выводы по главе 3 100
Глава 4. Экспериментальное исследование бесконтактного струйного нефелометра с многоэлементным кольцевым фотодетектором 101
4.1. Цели проведения экспериментов 101
4.2. Описание лабораторной установки 101
4.3. Описание проведенных опытов 108
4.3.1. Подготовка к опытам. Измерение показаний лабораторной установки 108
4.3.2. Анализ результатов опытов. Сравнение с теоретическими данными 111
4.3.3. Проверка адекватности математической модели 118
4.4. Оценка результатов практического применения метода с вычислением поправочного коэффициента 122
4.5. Оценка результатов практического применения метода с дополнительным нелинейным преобразованием (квадратным корнем) 130
4.6. Разработка принципиальной схемы нефелометрического датчика .133
4.7. Калибровочная характеристика нефелометрического датчика 135
4.8. Оценка дополнительной погрешностей измерения мутности 138
4.9. Расчет динамической погрешности устройства 142
Результаты и выводы по главе 4 146
Заключение 149
Список сокращений 148
Список литературы 149
