Способ настройки оптико-акустического газоанализатора

 

СПОСОБ НАСТРОЙКИ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА путем КомI пенсации влияния частоты мсздуляцик на величину сигнала приемника газоанализатора , содержащего микрофон, включающий определение частотной погрешности по отклонению величины сигнала газоанализатора от действительной , отличающийся тем, что, с целью повьвиения точности измерения путем исключения частотней погрешности и упрощения процесса настройки , изменяют акустическое сопротивление канала, соединяющего предмембранный и Зс1мембранный объемы микрофона , путем изменения его сечения при изменении частоты модуляции и по минимальному отклонению величины сигнала газоангшизатора от действительной устанавливают величину сечения канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИН (1% (n) Ц5П G 01 N 21/61

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (RHPblTMA (21) 3544626/18-25 (22) 31.01.83 (46 ) 30. 07.84. Бюл. 9 28 (72) В. С.Александрин, И.Т.Лосицкий и К.Н.фрейман (53) 543.027(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

9 744293, . G 01 N 21/34, 1978.

2. Лосицкий И.Т. Исследование и разработка однолучевых оптико-акустических газоанализаторов. Дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.

И., 1970, с.80 (прототип). (54)(57) спОсОБ нлстРОЙки ОптикО-Аку"

СТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА путем компенсации влияния частоты модуляции на величину сигнала приемника газо" анализатора, содержащего микрофон, включа|ощий определение частотной погрешности по отклонению величины сигнала газоаналиэатора от действительной, отличающийся тем, что, с целью повьааения точности измерения путем исключения частотной погрешности и упрощения процесса настройки, изменяют акустическое сопротивление канала, соединяющего предмембранный и эамембранный объемы мик" рофона, путем изменения его сечения при изменении частоты модуляции и по минимальному отклонению величины сигнала газоанализатора от действительной устанавливают величину сечения канала. е

1105789

Р,а

TG 1+ив

Изобретение относится к аналитической технике контроля состава газовых сред и может быть использовано при изготовлении и наладке оптикоакустических газоанализаторов.

Известен способ устранения частот- 5 ной погрешности газоанализатора и тем самым повышения точности измерения при помощи собственного генератора, питающего электродвигатель модулятора. 10

Для этого изготавливают генератор с выходными характеристиками, соответствующими характеристиками эленl родвигателя (напряжение и частота питания), и подключают его к электро- 15 двигателю модулятора, при этом генератор изготавливают и настраивают таким образом, чтобы его выходные характеристики не зависели or внешнего напряжения и частоты питания, часто- 0 та модуляции при этом не изменяется (13.

Недостатками данного способа являются высокая сложность и трудоемкость изготовления и настройки генератора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ настройки оптико-акустического газоаналиэатора путем компенсации влияния частоты модуляции на величину сигнала приемника газоанализатора, содержащего микрофон, включающий определение частотной погрешности по отклонению величины сигнала газоанализатора от действитель- З5 ной.

В известном способе определяют частотную погрешность газоанализатора по отклонению величины сигнала or действительной, изменяя частоту пита-40 ния сети в некотором диапазоне,и, введя в обратную связь измерительного усилителя частотно-зависимый Рс -фильтр, изменяют номиналы элементов фильтра таким образом, чтобы частотная пог- 45 решность стала минимальной. Действительную величину сигнала газоанализа" тора определяют при частоте питания сети, принятой для данной местности Г2).

Недостатками известного способа являются высокая сложность и трудоемкость настройки гаэоанализатора и относительно низкая точность измерения, так как вследствие различной физической структуры электроники и лучеприемника компенсации частотной погрешности нарушается.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения частотной погрешности и упрощение 60 процесса настройки газоанализатора.

Поставленная цель достигается тем, то согласно способу настройки опти.о-акустического газоанализатора пуем компенсации влияния частоты модуляции на величину сигнала приемника газоанализатора, содержащего микрофон, включающему определение частотной погрешности по отклонению величины сигнала газоанализатора от действительной, изменяют акустическое сопротивление канала, соединяющего предмембранный и замембранный объемы микрофона, путем изменения его сечения при изменении частоты модуляции и по минимальному отклонению величины сигнала газоанализатора от действительной устанавливают величину сечения канала.

Расчет давления в оптико-акустической камере может быть произведен по следующей формуле; где Р— статическое давление газа в камере;

Т вЂ” абсолютная температура;

G — тепловая проводимость системы газ-камера; y - теплоемкость газа;

w — круговая частота модуляции;

6 - амплитуда теплового потока, выделяющегося в камере

G A, где A — поток радиации, поглощенной в камере.

Из указанной формулы следует, что с увеличением частоты величина давления уменьшается.

Давление газа, воздействующее на мембрану конденсаторного микрофона, в общем случае может быть представлено выражением т а где к, — коэффициент тепловых поК„ — коэффициент акустических потерь, величина частотной зависимости которого от диаметра канала установлена экспериментально.

Поскольку предмембранный и замембранный объемы микрофона, соединенные каналом, представляют собой акустическую систему, акустическое сопротивление этой системы при увеличении частоты растет, что в отличие от самого оптико-акустического эффекта вызывает увеличение давления, воздействующего на мембрану.

Изменение диаметра канала меняет наклон кривой этой зависимости и при определенном диаметре канала влияние акустического сопротивления на частотную зависимость давления становит1105789 ся равным частотной зависимости оптико-акустического эффекта, происходит внутренняя компенсация и общее результирующее.давление не зависит от изменения частоты модуляции.

На чертеже приведен график зависимости частотной погрешности гаэоанализатора d Е (об.Ъ> от диаметра канала 2 (мм).

Способ осуществляется следующим образом. 10

В канал, соединяющий предмембранный и замембранный объемы микрофона, вставляют диафрагму с определенным диаметром отверстия. Лучеприемник заполняют поглощающим газом и встав- 15 ляют в газоанализатор. Подготавливают газоанализатор к работе в соответствии с техническим описанием и, установив частоту питания 50 Гц, подают газовую смесь, фиксируя показа- 20 ние газоаналиэатора, которое соответствует действительной величине. Изменяя частоту питания, фиксируют установившиеся показания гаэоанализатора при частотах питания 49 и 51 Гц. 3атем вставляют диафрагму с другим большим, после чего с меньшим (по сравнению с первым ) диаметром отверстия и снова повторяют все операции по определению частотной погрешности.

По полученным результатам строят график зависимости частотной погрешности d"Е газоанализатора от диаметра канала 3.

Находят по графику диаметр отверстия (канала) Э,, при котором частот-З5 ная погрешность равна нулю. Допустимый разброс величин диаметров отверстия соответствует допустимой частотной погрешности газоанализатора.

Изготавливают канал с найденным 40 диаметром отверстия и вставляют в лучеприемник.

При условии серийного изготовления и выпуска газоанализаторов подбор величины канала производят на макетах или опытных образцах, при проведении испытаний подтверждается отсутствие частотной погрешности и выбранный диаметр канала заносится в чертежи для серийного выпуска приборов данного типа.

Способ опробован на опытных образцах газоанализаторов типа ГОА. Настроены газоанализаторы, предназначенные для измерения концентрации ацетилена, метана, окиси и двуокиси углерода. При изменении частоты питания сети от 49 до .51 Гц для ряда величин диаметров канала 0,13; 0,15;

0,18; 0,22; 0,28; 0,36:мм были соот-.. ветственно получены частотные погрешности — 2,5; -2,2; -2,0; +1,7; +2,0;

+2,3 об.В от диапазона измерения.

Из полученных данных видно, что час" тотная погрешность равна нулю при. диаметре канала " 0,20 мм. Длина канала не меняется и составляет 0,36 мм.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом (базовый) позволяет значительно упростить процесс настройки газоанализаторов в условиях серийного выпуска и повысить точность измерения в процессе эксплуатации вследствие замены компенсации частотной погрешности газоаналиэатора настрой" кой амплитудно-частотной характеристики электронно.-измерительной схемы каждого газоанализатора в отдельности на компенсацию част.этной погрешности подбором акустического colIpo» гивления, которое определяется сечением, канала, соединяющего пред-."1 мембранный и замембранный объемы-. микрофона.

1105789

Составитель Л.Сихович

Редактор Ю.Ковач Техред Т.Фанта Корректор И. Муска

Заказ 5592/33 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4