КОМПЛЕКС КОНТРОЛЯ ИЗМЕНЕНИЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД

Статья содержит теоретические и практические технические предложения по созданию оптоэлектронного комплекса контроля аварийных сбросов загрязнений в сточные воды предприятий.

Показана актуальность задачи контроля сточных вод на наличие аварийных сгустков в сточных водах для сохранения водных источников. Приведена структурная схема комплекса контроля водной среды. Рассмотрена математическая модель комплекса оптоэлектронного контроля за водной средой на примере сточных вод предприятия. Комплекс контроля описывается случайной импульсной переходной функцией, содержащей две независимые составляющие, одна из которых определяет динамические свойства, другая учитывает стохастичность преобразования.

Приведен пример реализации оптоэлектронного комплекса контроля водной среды в системе сточных вод предприятия. Экспериментально показана эффективность комплекса при измерении изменений оптической плотности анализируемых сред. Для проведения эксперимента выбрано загрязнение воды растительным маслом. Анализ спектров поглощения воды и растительного масла показал, что в качестве излучателя целесообразно использовать лазеры с длинами волн в диапазоне 0,4–0,5 мкм, у которых минимальное поглощение излучения в водной среде и значительное поглощение в среде примеси, например фиолетовый лазер STLL-MM-405-200-52-A с длиной волны 0,405 мкм и мощностью 200 мВт. В качестве фотоприемника можно использовать, например, фотодиод типа PDV-V400-46.

Приведены результаты эксперимента исследования оптической плотности жидкой среды, содержащей сгустки из растительного масла. Они показывают функциональную связь загрязнения сточных вод с изменением оптической плотности водной среды при определенных длинах волн зондирующего лазерного излучения.

1. Казин; В.Н. Физико-химические методы исследования в экологии и биологии / В.Н. Казин; Г.А. Урванцева. – Ярославль : Яроcл. гос. ун-т; 2002. – 173 с.

2. Hussain; S. Instrumental methods used for environmental monitoring / S. Hussain; M. Farooqui // Journal of Industrial Pollution Control. – 2005. – Vol. 21; no. 2. – P. 273 – 276.

3. Bhargava; R. Infrared Spectroscopic Imaging: The Next Generation / R. Bhargava // Applied Spectroscopy. – 2012. – Vol. 66; no. 10. – P. 1091–1120. doi: 10.1366/12-06801

4. Mizaikoff; B. Infrared optical sensors for water quality monitoring / B. Mizaikoff // Water Science and Technology. – 2003. – Vol. 47; no. 2. – P. 35–42.

5. O’Toole; M. Absorbance Based Light Emitting Diode Optical Sensors and Sensing Devices / M. O’Toole; D. Diamond // Sensors. – 2008. – No. 8. – P. 2453–2479. doi: 10.3390/s8042453

6. Murphy; K. A low-cost autonomous optical sensor for water quality monitoring / K. Murphy [et al.] // Talanta. – 2015. – Vol. 132. – P. 520–527.

7. Колориметр портативный Hach DR 900 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecoinstrument.ru. – Дата доступа: 10.11.2017.

8. Оптические датчики контроля и мониторинга различных жидкостей; питьевой воды и сточных вод «Optek» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http//optek.com. – Дата доступа: 05.11.2017.

9. Фетисов; В.С. Бесконтактные поточные датчики мутности жидких сред / В.С. Фетисов; Е.В. Цих // Датчики и системы. – 2004. № 7. – С. 61–65.

10. Измерители и датчики мутности Mettler Toledo [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www. mt.com. – Дата доступа: 07.11.2017.

11. Датчик мутности VisoTurb 700 IQ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. ecoinstrument.ru/catalog/datchiki_iq_sensor_net/ datchikmutnostivisoturb700iq. – Дата доступа: 10.11.2017.

12. Козлов; В.Л. Прозрачномеры-газоанализаторы на двухволновом полупроводниковом лазере / В.Л. Козлов; М.М. Кугейко // Приборы и методы измерений. – 2011. – № 2 (3). – С. 5–12.

13. Алексеев; В.А. Контроль загрязнений сточных вод и промышленных стоков с использованием двухчастотного лазерного зондирования / В.А. Алексеев; В.П. Усольцев; С.И. Юран // Безопасность в техносфере. – 2017. – № 1. – С. 3–9. doi: 10.12737/article_5901928bac1f44.76816878

14. Кабанов; Д.М. Прибор на основе GaInAsSb светодиодов для измерения содержания воды в нефти / Д.М. Кабанов [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2017. – Т. 8. – № 2. – С. 142–150. doi: 10.21122/2220-9506-2017-8-2-142-150

15. Рахимов; Н.Р. Оптоэлектронные методы измерения и контроля технологических параметров нефти и нефтепродуктов / Н.Р. Рахимов [и др.] // Автоматика и программная инженерия. – 2015. – № 2 (12). – С. 85–108.

16. Патент №153362 РФ на полезную модель. МПК G01N15/06. Устройство устранения аварийного выброса / В.А. Алексеев; Н.А. Девятов; С.И. Юран; В.П. Усольцев. – Заявка на полезную модель 2014141487. – Дата подачи заявки: 14.10.2014. Опубликовано: 20.07.2015. Бюл. № 20.

17. Алексеев; В.А. Автоматизация регистрации и обработки измерительной информации при испытаниях техники на ударное воздействие: монография / В.А. Алексеев; В.И. Заболотских. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ; 2006. – 184 с.

18. Niemz; M.H. Laser – Tissue Interactions: Fundamentals and Applications / M.H. Niemz / – Berlin : Springer; 1996. – 302 p.

19. Перевозников; Е.Н. Влияние тепловой обработки на физические характеристики и полимеризацию растительных масел / Е.Н. Перевозников; В.В. Слугин // Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – № 3 (45). – Ч. 3. – С. 94–96.