Разумные машины (Автоматы) - Дрожжин Олег. Страница 28

На конвейер были положены маленькие пакетики дрожжей с желтыми ярлыками, наклеенными поверх оловянной оболочки. Несколько пакетиков было без ярлыков. Повернув выключатель, Бриски пустил в ход всю установку. Конвейер медленно двинулся, пронося мимо фотоэлемента пакетики дрожжей. Первые три пакетика прошли благополучно — на них все было в порядке. На четвертом не хватало ярлычка. Лишь только этот пакетик появился под фотоэлектрическим элементом, как в мгновение ока оказался сброшенным с ленты конвейера. Это сделала металлическая ручка, расположенная возле электрического глаза.

Сбрасывание с конвейера повторялось всякий раз, как только перед фотоэлектрическим элементом оказывался пакетик без ярлыка.

Такие электрические сортировщики по цвету делаются для различных целей — для обогащения руд, для сортировки сигар, фруктов, кофе и тому подобного, причем электрический глаз более тонко различает оттенки одного и того же цвета, чем человеческий глаз.

Так, например, опытные сортировщики сигар в лучшем случае различают семь оттенков, а фотоэлектрический элемент легко обнаруживает тридцать оттенков.

Одна из американских сельскохозяйственных компаний в 1933 г. установила на своем складе сотню аппаратов с фотоэлементами для сортировки бобов, которые движутся на лентах перед аппаратами. Белые бобы пропускаются дальше, а цветные или камешки и грязь сталкиваются с ленты. За один рабочий день эта сотня механических сортировщиков выбирает до двадцати тонн белых, чистых, высокосортных бобов.

Очень ловко работают электросветовые обогатители руд. Первые опыты с такими роботами были произведены в 1928 г. в Мичиганском колледже горного дела и технологии. Автомат состоял из фотоэлектрической установки и конвейера-отборщика.

Фотоэлектрический обогатитель руды. Л — лампа; СЭ — селеновый элемент; М — электромагниты; Б — бункер с рудой; Н — второй бункер с обогащенной рудой.

Из питающей воронки-бункера руда (в данном случае золотоносный песок) подается на конвейер. Поперек конвейера располагается несколько фотоэлектрических элементов. Их число зависит от ширины конвейера. Руда непосредственно под элементами освещается сильной электрической лампой. Далее над конвейером помещено несколько всасывающих трубочек. Их число равно числу фотоэлементов. Трубочки эти при помощи магнитов могут пригибаться к ленте конвейера и засасывать песок с золотыми крупинками. Кажется, что они клюют его, как куры зерно. Трубочки соединены с большим закрытым со всех сторон чаном, из которого насосом выкачивается воздух. В этот чан и попадает «проглоченный» трубочками песок. Этот песок будет более богат золотом, чем тот песок, который попадает на конвейер.

Работа электросветового обогатителя руды оказалась настолько удовлетворительной и выгодной, что теперь его уже применяют практически на разработках золотоносных и алмазных россыпей.

Помощник кочегара, сидящий в трубе

Что это за странный помощник кочегара, которому понадобилось сидеть в фабричной трубе?

А это все тот же фотоэлектрический элемент, на который возложена задача следить за правильным и полным сгоранием топлива. При хорошем сгорании топлива дыма не получается. Дым ведь и есть не что иное, как несгоревший углерод топлива.

Фотоэлектрический элемент в трубе следит за дымом. Основная его часть устроена так же, как и в автоматическом тушителе пожара. На противоположных концах диаметра трубы в особых углублениях помещены источник ультрафиолетовых лучей (они сильно поглощаются дымом) и фотоэлектрический элемент. С этим элементом связан регулятор подачи топлива в топку котла.

Как только в трубе появится дым в большем количестве, чем это полагается, робот тотчас же уменьшает подачу топлива.

Прибор, находящийся в трубе, измеряет степень непрозрачности проходящего через него воздуха. Такие приборы в физике называются опасиметрами — измерителями непрозрачности.

Опасиметры находят различные применения.

В только что описанном случае опасиметр превратился в неутомимого, очень добросовестного кочегара. В виде автомата-огнетушителя опасиметр служит пожарником.

Робот-химик

Но опасиметр может стать и химиком.

В различных химических производствах и в лабораторной практике химикам часто приходится определять количество кислот или щелочей в различных водных растворах. С этой целью вливают в исследуемый раствор каплю лакмусовой настойки. От этого жидкость в стакане окрашивается в красный цвет, если она содержит кислоту, и в синий при наличии щелочи.

Предположим, что исследуемая жидкость — кислота и окрасилась, следовательно, в красный цвет. Тогда в стакан с этой жидкостью начинают приливать по каплям раствор щелочи. Щелочь, как говорят химики, нейтрализует кислоту, превращая ее в соль и воду. Когда вся кислота будет нейтрализована, жидкость из красной станет светло-фиолетовой. Прибавка только одной капли щелочи к этой жидкости изменит ее цвет в синий, а прибавка одной капли кислоты вызовет ее покраснение.

Вместо лакмуса можно прилить к кислоте каплю фенолфталеина. Фенолфталеин бесцветен сам по себе и остается бесцветным в кислоте. В щелочном же растворе фенолфталеин окрашивается в красный цвет. Приливая щелочь к кислоте, можно дойти до такого момента, когда прибавка только одной капли щелочи превратит жидкость из бесцветной в красную. При обратном вливании в красноокрашенную щелочь кислоты наступает такой момент, когда жидкость обесцвечивается.

Робот-химик. Справа — лампа, слева, возле сосуда — фотоэлемент внутри ящика.

Зная количество прилитой щелочи, можно легко определить, сколько кислоты было в исследуемом растворе. Такой способ определения количества кислоты или щелочи называется титрованием.

Чего-либо сложного в титровании нет. Однако, это довольно кропотливое дело, отнимающее у химика много времени. Возникло желание передать эту работу автомату. На помощь пришел опасиметр.

В химический стакан наливают щелочь, окрашенную фенолфталеином в красный цвет. По обеим сторонам стакана помещают лампу и фотоэлектрический элемент, соединенный при помощи реле с электромагнитным зажимом. Пустив аппарат в ход, химик может заняться любым другим делом. Робот сам прекрасно доведет работу до конца: лишь только жидкость обесцветится, он прекратит приток кислоты, зазвонит и зажжет красную лампу на штативе. Звонок сообщает химику, что анализ окончен, а красная лампа указывает на аппарат, где это произошло. Таким образом один человек получает возможность следить за многими роботами-химиками и значительно повысить производительность своего труда.

С помощью опасиметра с фотоэлементом теперь следят за жесткостью воды, происходящей от растворенных в ней веществ. При кипячении жесткой воды эти вещества откладываются на стенках кипятильника, образуя накипь. С течением времени слой накипи становится все толще. В самоваре накипь никакой опасности не представляет. Но в котле паровой машины накипь может привести к катастрофе.

Происходит это оттого, что, когда отваливается в котле кусок накипи, вода в этом месте начинает соприкасаться с раскаленной стенкой котла, температура которой выше, чем температура накипи всей остальной поверхности. Получается быстрое и усиленное парообразование, которое приводит ко взрыву котла. Наибольшее число взрывов котлов вызывается именно отпадением накипи.

Поэтому понятно, почему так внимательно следят за жесткостью воды, подаваемой в котлы, в особенности в паровозные. Контроль за жесткостью оказалось возможным тоже передать роботам. С этой целью к испытуемой воде приливают растворы таких веществ, которые окрашивают воду или вызывают ее помутнение. Потом пробирку (стаканчик) с водой помещают перед фотоэлементом на пути узкого светового луча. По густоте окраски или помутнения воды автомат определяет степень жесткости и, если она больше положенной нормы, дает предупредительный звонок.