Способ поверки пассивного дистанционного газоанализатора

 

СПОСОБ ПОВЕРКИ ПАССИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА, содержащего рабочий и сравнительный каналы, включающий установку нуля и диапазона измерений по эталонному сигнапу путем регулировки коэффициента усиления системы регистрации до установления показания, соответствующего значению, указанному при выпуске газоанализатора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения поверки, в качестве эталонного сигнала используют отношение интенсивностей дублета линий Фраунгофера спектра поглощения солнечной короны, расположенных в спектральной области, близлежащей к рабочей области газоанализатора, при g этом линии дублета спектрально раз (Л деляют и пропускают по рабочему и сравнительному каналам соответственно .

СОЮЭ GOBETCHHX

COUW

РЕСПУБЛИК

ag>SUnii

3(sD G 01 N 21 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3410744/18-25 (22) 19.03.82 (46) 23.08.84. Бюл . N - 31 (72) В.Л.Голдовский, В.P.Козубовский и Ю.А.Шкуренко (71) Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники (53) 543.27(088.8) (56) 1. Приборы газоаналитические проишшенные непрерывного действия.

Методы испытаний. ГОСТ 20220-74.

2. Haulet В, Vavasseur С.-Teledetection des pollutants gazeux de

1 atmosphere. Bull Inform. Sci et

Г

Techn.CEA, N - 230/231, v. 30, 1978, 59-68. (54) (57) СПОСОБ ПОВЕРКИ ПАССИВНОГО

ДИСТАНЦИОННОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА, содержащего рабочий и сравнительный каналы, включающий установку нуля и диапазона измерений по эталонному сигналу путем регулировки коэффициента усиления системы регистрации до установления показания, соответствующего значению, указанному при выпуске газоанализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения поверки, в качестве эталонного сигнала используют отношение интенсивностей дублета линий Фраунгофера спектра поглощения солнечной короны, расположенных в спектральной области, близлежащей к рабочей области газоанализатора, при этом линии дублета спектрально разделяют и пропускают ло рабочему и сравнительному каналам соответственно.

601

1 Il09

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано для поверки пассивных дистанционных газоанализаторов, в которых на основе наблюдения взаимодействия естественного встречающегося в атмосфере излучения (например, солнечного и отраженного) с исследуемыми газами (поглощение и рассеяние) извлекается информация об их кон- 1О центрациях.

Известен способ поверки оптикоабсорбционных анализаторов, заключающийся в установке нуля, уменьшении в рабочем канапе интенсивнос- !5 ти излучения в области спектра, I приходящейся на центр абсорбционной полосы газа в приемнике анализатора, установке диапазона его измере— ния (I).

Недостатком такого способа являются сравнительно большие трудоемкость и стоимость, связайные с необходимостью использования на протяже- 25 нии всего периода эксплуатации анализатора для поверки его градуировочной характеристики нескольких предварительнр аттестованных поверочных газовый смесей, содержащих различные 30 количества анализируемого компонента. Кроме того, данный способ шеудобен для поверки дистанционных анализаторов.

Наиболее близким к изобретению

3S по технической сущности является способ поверки пассивного дистанционного газоанализатора, содержащего рабочий и сравнительный каналы, включающий установку нуля и диапазона

40 измерений по эталонному сигналу путем регулировки коэффициента усиления системы регистрации до установления показания, соответствующего значению, указанному при выпуске газо45 ан апиз атор а . Из в естный способ основан на применении эталонных кювет, содержащих различные концентрации анализируемого газа (2 g.

Недостатком известного способа является сложность изготовления эталонных кювет, в особенности для агрессивных газов, а также поддержания эталонной концентрации газов в кювете из-за адсорбции его на стенках.

При поверке по кюветам с газовыми смесями ограничение на точность поверки накладывает метод определения

Э концентраций газов в газовых смесях.

Кроме того, согласно ГОСТ 13320-8! отношение погрешности, с которой устанавливается содержание компонента в поверочной газовой смеси, к пределу допускаемой основной погрешности, должно быть не более

1/3, что дополнительно уменьшает точность поверки по кюветам с газовыми смесями. Определенную погрешность вносит также метод приготовления поверочной газовой смеси.

Вызывает ряд технических трудностей и реализация известного способа поверки. Это связано с утечкой газов из заполненных кювет, которая приводит к изменению поверочных концентраций. Некоторые газы являются агрессивными, адсорбируются стенками кювет и, кроме того, могут разлагаться на свету. Следовательно, эталонные кюветы должны храниться в темноте, при этом гарантируется сохранение эталонной концентрации всего на несколько недель. Это приводит к практически неконтролируемому увеличению погрешности.

Сложность приготовления поверочных газов в эталонных кюветах обуславливает высокую стоимость приборов, которые комплектуются эталонными кюветами.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение поверки.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу поверки пассивного дистанционного газоанализатора, содержащего рабочий и сравнительный каналы, включающему установку нуля и диапазона измерений по эталонному сигналу путем регулировки коэффициента усиления системы регистрации до установления показания, соответствующего значению, указанному при выпуске газоанапизатора, в качестве эталонного сигнапа используют отношение интенсивностей дублета линий

Фраунгофера спектра поглощения солнечной короны, расположенных в спектральной области, близлежащей к рабочей области газоанапизатора, при этом линии дублета спектрально разделяют и пропускают по рабочему и сравнительному каналам соответственно.

Отношение интенсивностей линий дублета есть величина постоянная и не

1109601

50 зависит от освещенности неба, например дублет Са // (il =3968 3, и

3933 ) ; Н и К вЂ” линии Фраунгофера соответственно) . Линии дублета спектрально разделяют и после 5 пропускания каждой из них соответственно по рабочему и сравнительно" му каналам измеряют отношение соответствующих сигналов, регистрируют его относительное изменение с момен" 10 та выпуска из производства и регулировкой коэффициента усиления системы регистрации добиваются первоначального значения отношения сигнапов. 15

На чертеже приведена схема пассивного дистанционного корреляционного газоанализатора, реализующего способ.

Газоанапизатор содержит приемный 20 телескоп 1, дифракционную решетку 2, работающую на пропускание, модулятор-маску 3, электромагнитные датчики 4 и 5, фокусирующую линзу б, фотоприемник 7, систему 8 регистрации, 25 показывающий прибор 9.

Газоанапизатор работает следующим образом.

Рассеянное солнечное излучение собирается приемным телескопом 1, спектрально разлагается дифракционной решеткой 2 и попадает на модулятор-маску 3. Отверстия в .модуляторемаске 3 выбраны таким образом. чтобы при его вращении поочередно проходили

35 излучение, соответствующее максимумам и минимумам определенной части спект,ра поглощения исследуемого газа (в частности N02, положение отверстий модулятора-маски контролируется электромагнитным датчиком 4), и излучение, соответствующее К и Н дублетным линиям Фраунгофера, положение отверстий модулятора-маски контроли"

- руется электромагнитным датчиком 5.

Излучение, прошедшее через модулятор-маску 3, фокусируется линзой 6 на фотоприемник 7. Сигнал, снимаемый с фотоприемника 7, обрабатывается системой 8 регистрации, которая контролируется электромагнитными датчиками 4 и 5.

Из системы 8 регистрации обработанный сигнал поступает на показывающий прибор 9, отградуированный в концентрации исследуемого газа (N02)

При измерениях приемный телескоп 1 наводят на участок неба, содержащий слой анализируемого газа. Включают электромагнитный датчик 4, коммутирующий сигналы, поступающие с фотоприемника 7 на систему 8 регистрации таким образом, что пропускаются только сигналы, соответствующие максимумам или минимумам спектра поглощения NO

Эти два тийа сигналов разделяются по соответствующим каналам, усиливаются, берется их отношение, и информация поступает на показывающий прибор 9. Отношение сигналов первого канала (максимумы спектра поглощения NO ) к сигнапам второго (мини2 мумы спектра поглощения NO ) пропорционально концентрации NO в анализи2 руемом слое.

При поверке приемный телескоп 1 наводят на участок неба, не содержащий анализируемого газа. Систему регистрации коммутирует датчик 4.

При этом показания прибора 9 должны соответствовать нулевым значениям.

Если нулевое значение не устанавливается, то балансируют канапы системы 8 регистрации до установления нулевых показ аний. Далее отключают датчик 4 и подключают датчик 5. Он коммутирует систему 8 регистрации таким образом, что пропускаются только сигналы, соответствующие линиям Фраунгофера Н и К, которые разделяются на . два канала, усиливаются, берется их отношение и выводится на показывающий прибор 9. При этом показания прибора 9 должны соответствовать значению, указанному в паспорте газоанализатора и установленному при первичной калибровке газоанапизатора на заводе-изготовителе. Если показания прибора не соответствуют этому значению, то проводят регулировку усиления каналов системы 8 регистрации до установления необходимого показ ания .

Согласно предлагаемому способу точточность при поверке газоанализатора по соотношению интенсивностей дублетных линий Фраунгофера становится значительно выше, поскольку это отношение есть величина постоянная и не зависящая от освещенности неба, и определяется лишь отношением атомных постоянных (сил осцилляторов и статических весов дублетных уровней) и частот. Атомные константы и частоты соответствующих линий определены с высочайшей точностью.