Оптический газоанализатор

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и може т быть использовано для контроля выбросов промьшшенных предприятий и автотранспорта в атмосферу, а также для контроля технологических процессов , связанных с вьзделением газообразных веществ. Цель изобретения - повышение точности иэмеренюд. Цель достигается выполнением уравнительного устройства в .виде расположенных соосно первого и второго модуляторов и установкой его в опорный канал. Частота вращения второго модулятора уравнительного устройства зависит от концентрации исследуемой концентрации газа в рабочей кювете. По разности фаз между электрическими сигналами на выходе формирователя опорных импульсов, связанного с уравнительным органом, судят о концентрации исследуемого газ а. Газоанализатор воляет повысить точность измерений приблизительно в 5 раз на счет исключения погрешности, обусловленной неравномерностью распределения светового потока по сечению опорной кюветы . 2 ил. с

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)5 С 0 И 2 61

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30. 06. 91. Бюл. В 24 (21) 3922799/25 (22) 01.07.85 (71) Институт физики АН БССР (72) В.Б. Дунаев (53) 543.422.4(088,8) (56) Гринштейн М.М., Кучикян Л.N.

Фотоэлектрические концентратомеры для автоматического контролй и регу- . лирования. М.: Машиностроение, 1966, с. 9-11.

Бабушкин А.А. и др ° Методы спектрального анализа. М.: МГУ, 1962, с. 215. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для контроля выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в атмосферу, а также для контроля технологических процессов, связанных с выделением газообразных веществ. Цель изобретения— повышение точности измерений. Цель достигается выполнением уравнительного устройства в виде расположенных соосно первого и второго модуляторов и установкой его в опорный канал.

Частота вращения второго модулятора уравнительного устройства зависит от концентрации исследуемой концентрации газа в рабочей кювете. По разности фаз между электрическими сигналами на выходе формирователя опорных о импульсов, связанного с уравнительным органом, судят о концентрации исследуемого газа. Газоанализ атор поз 4 воляет повысить точность измерений приблизительно в 5 раз sa счет исключения пОГрешности, обусловленной неравномерностью распределения светового потока по оачннню опорной кюна- C ты. 2 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для контроля выбросов промышяенных предприятий и автотранспорта в атмосферу, а так5 же для контроля технологических про-, цессов, связанных с выделением газообразных веществ.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема оптического газоайализатора; на фиг. 2 показано взаимное расположение дисков первого и второго модуляторов уравнительного устройства. "Устройство содержит первый источник излучения 1 с отражателем 2, уравнительное устройство 3, выполненное в виде первого А и второго 5 модуляторов, расположенных в опорном канале, рабочую 6 и опорную 7 кюветы, зеркальный модулятор 8, опти- . ческий фильтр 9, приемник излучения

10, . фазочувствительный усилитель-выпрямитель 11 суммирующее устройство

12 источник питания 13 и формирователь опорных импульсов, содержащий второй источник излучения 15 и первый 16 и второй 17 фотоэлементы, фазометр 18 и регистрирующее устройство 19, Первый 4 и второй 5 модуляторы уравнительного устройства 3 выполнеч5 ны в виде одинаковых дисков 20 и 21 (см. фиг. 2),приводимых во вращение первым 22 и вторым 23 двигателями.

Устройство работает следующим образом., Излучение от первого источника отражателем 2 разделяется на два по* тока, один из которых проходит через рабочую кювету 6 и моцулируется зеркальным модулятором 8, а второй по45 ток модулируется с высокой частотой первым 4 и вторым 5 модуляторами уравнительного устройства 3, после

Ф чего проходит через опорную кювету 7 и еще раэ модулируется (с более низкой частотой) зеркальным модулято50 ром 8, Промодулированные потоки проходят. через оптический фильтр 9 и фокусируются на приемную площадку приемника излучения 10, преобразующего световые потоки в электрический

55 сигнал. С помощью фазочувствительного усилителя-выпрямителя 11 осуществляется синхронная с частотой преры3 г вания потоков излучения зеркальным модулятором 8 обработка полезного сигнала,. благодаря чему на его выходе появляется постоянное напряжение, уровень которого пропорционален разности интенсивностей потоков иэлуче ния рабочего и опорного каналов. Это напряжение подается на первый вход суммирующего устройства 12, на вто" рой вход которого подается постоянное напряжение с выхода источника питания 13, являющееся также напряжением питания первого двигателя 22.

При этом питание второго двигателя

23 осуществляется постоянным напряжением, снимаемым с выхода суммирующего устройства 12 и равным сумме выходных напряжений источника питания 13 и фазочувствительности усилителя-выпрямителя 1 1.

В отсутствие поглощающего вещест" ва в рабочей кювете 6 сигнал на выходе фазочувствительного усилителявыпрямителя 11 устанавливается равным нулю, частоты вращения первого ч и второго 5 модуляторов уравниваются, а их фазовый сдвиг также делается равным нулю. Таким образом, нулевой сигнал на выходе фазометра 18 будет соответствовать нулевой концентрации. поглощающего вещества в рабочей кювете 6.

При появлении в рабочей кювете вещества, поглощающего падающее на него излучение в полосе пропускавия оптического фильтра 9, выходной сигнал фазочувствительного усилителя- выпрямителя 11 изменяется, что при-. водит к изменению скорости вращения второго 5 модулятора. Это изменение скорости вращения вызывает появление фазового сдвига между первым 2О и вторым 21 дисками (см. фиг. 2), приводящего к уменьшению светового потока в опорном канале на величину,равную поглощению потока в рабочем канале.

При равенстве этих потоков на выходе фазочувствительного усилителя-выпрямителя 11 вновь устанавливается нулевое значение, Информация о фазовом сдвиге фиксируется с помощью формирователя 1А опорных импульсов следующим образом, Световой поток от второго источника излучения 15 модулируется первым 4 и вторым 5 модуляторами уравнительного устройства 3. Промодулированный световой поток преобразуется с помощью первого 16 и втоз 13567 рого 17 фотоэлементов в пропорциональные электрические сигналы, которые поступают на первый и второй входы фаэометра 18, который измеряет

5 разность фаз между этими сигналами.

Таким образом, каждому значению концентрации поглощающего вещества в рабочей кювете 6 соответствует определенная величина выходного напряжения фазометра 18, контролируемого с помощью регистрирующего устройства .19.

В отличие от компенсационных схем газоанализаторов, использующих в качестве уравнительных устройств различные заслонки, предлагаемое устройство позволяет избавиться от вносимых в измерения погрешностей, обусловленных неравномерностью рас" пределения светового потока по сечению опорного канала, и за счет этого повысить точность измерения приблизительно в 5 раэ .

Формул@ изобретения

Оптический газоанализатор, содержащий оптически связанные первый источник излучения с отражателем, урав- З0 нительное устройство, рабочую и опорную кюветы, зеркальный модулятор, оптический фильтр и приемник излучения, электрический выход которого .

03

4 соединен с входом фазочувствительного. усилителя-выпрямителя, а также регистрирующее устройство, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно содержит суммирующее устройство, источник питания, формирователь опорных импульсов и фаэометр, при этом первый вход суммирующего устройства соединен с выходом фазочувствительного усилителя-выпрямителя, второй вход — с выходом источника питания, а вькод — с первым входом уравнительного устройства, второй вход которого соединен с выходом источника питания, причем уравнительное устройство выполнено в виде соосно расположенных первого и второго модуляторов, дис-. ки которых имеют одинаковую конфигурацию и приводятся во вращение первым и вторым двигателями, входы которых являются первыми и вторыми входами уравнительного устройства, а формирователь опорных импульсов выполнен в виде оптически связанных через диски первого и второго модулятора уравнительного устройства второго источника излучения и первого и второ- го фотоэлементов, выходы которых соединены с первым и вторым входом фаэометра соответственно, а выход последнего соединен с входом регистрирующего устройства.

1356703

Составитель А. Леви

Редактор Н., Коляда Техред Я,Дндык Корректор Л. Пилипенко

«

Заказ 2571 Тираж 412 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра нская наб. . 4/5

Э Э э У д ав «« ф производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4