Способ измерения давления газа
Изобретение может быть использовано для измерения давления, например, в газовом лазере и позволяет повысить точность измерения. При реализации способа в спектре поглощения газа выбирают линии, собственное поглощение на каждой из которых меньше суммарного поглощения на линиях, перекрывающих выбранную, и измерения показателей поглощения проводят для крыльев перекрывающих линий, причем генерацию зондирующего лазерного излучения осуществляют на выбранных линиях. По измеренным показателям поглощения определяют давление путем сравнения с теоретическими значениями показателей поглощения.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (1Ю (11}
Щ)5 G 01 Ь 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ номера перекрывающих линий; номера выбранных линий.
1=1 ° o em
1=1 ° ° (©с) 1
4(Q у ) г+((д ).г
Р В S (ÜÎñ);(В,-а;) $4(Q> -u;) +76m ) г
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
f (21) 4394156/24-10 (22) 15.03.88 (46) 30.03.90. Бюл. 11 12 (71) Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова AH БССР (72) О.В.Ачасов, А.Я.Венгер, М.Н.Ролин и Н.А.фомин (53) 531 ° 787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1150503, кл. G 01 L 9/04, 1985.
Ачасов О.В. и др. Диагностика неравновесных состояний в молекулярных лазерах. -."Наука и техника". Минск, Изд-во АН БССР, . 1985.
i(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА (57) Изобретение может быть использоИзобретение относится к физическим, измерениям и может быть применено для измерения давления в газе.
Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений.
Операции по реализации способа осуществляют в следующей последовательности.
В спектре поглощения исследуемой компоненты выбирают и линий, удовлетворяющих условию
Ю (1)
1=\ где с - показатель резонансного пог1 лощения (собственного поглощения) на выбранной линии; о - показатель поглощения пе3
1 рекрывающих линий на частоте зондирования (на частоте центра линии j) 2 вано для измерения давления, напри.мер, в газовом лазере и позволяет повысить точность измерения. При реализации способа в спектре поглощения газа выбирают линии, -собственное поглощение на каждой из которых меньше суммарного поглощения на линиях, перекрывающих выбранную, и измерения показателей поглощения проводят для крыльев перекрывающих линий, причем ,генерацию зондирующего лазерного излучения осуществляют на выбранных линиях.. По измеренным показателям пог,лощения определяют давление путем сравнения с теоретическими значениями показателей поглощения .
Условие выполняется для слабых линий, перекрываемых более сильными.
Из условия нерезонансного зонди рования следует, что центры выбранных линий не должны совпадать с центрами перекрывающих линий.
Оптимальное взаимное положение .центров линий для каждой j-й из и выбранных линий определяют из соотношения
1553857 где Я - центр выбранной линии; .1 центры перекрывающих линий; О - столкновительная полуширина;
Ы 5 — — коэФФициент, харакhoL теризующий чувствительность измеряемой величины к из-, менению услов и ;1О в среде;
-i « II,ð
1=—
- о носительные ошибки в измерениях давления и показателей поглощения;. силы перекрывающих линий; число перекрывающих линий.
S
Формула изобретения
ЗО
Составитель А.Зосимов
Редактор А.Маковская Техред M.Дидик Корректор М.Пожо
Заказ 451 Тираж 467 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35) Раушская наб., д. 4/5, «1
Производственно-издательский комбинат нПатент", г.ужгород, ул.Гагарина, 1О1
Так как с уменьшением чувствиГ тельность показателя поглощения к изменению давления повышается, наиболее пригодными для измерений являются линии с минимальными значениями Ь
Значение, при котором возможно определение давления, не должно превышать 4. Учитывая, что с увеличенйем числа измерений случайная ошибка уиеньшается пропорционально (й) число зондирующих линий выбирают из условия . и — — — -«44. Р» (3)
n n
Из соотношения (2) следует, что 35 при удалении центров перекрывающих линий от центра линий, на которых J
Фсуществляют генерацию, значения уменьшаются. Следовательно, выбираются линии, которые удовлетворяют 40 условию (1) и в то же время центры которых максимально удалены от цент ров перекрывающих линий.
Корректировку положения центров линий можно производить, помещая активную среду лазера в магнитное поле и генерируя зондирующее излучение на одной из зеемановских компонент выбранных линий. При этом сама выбран1
I ная линия будет зондироваться нерезонансно и увеличивается число случаев, удовлетворяющих условию (1), по с кол ь ку оно будет выпол ня т ься не только для слабых линий, но и для линий, соизмеримых по силе с перекрывающими.
Осуществив выбор линий, настраивают лазер на частоты, соответствующие выбранным линиям, и измеряют показатели поглощения на всех частотах.
По измеренным показателям поглоще-. ние давления определяют методом минимизации Функционала и ф= (()) 2 (4)
3- где с и o4 - экспериментально из3 .меренное и теоретическое значение показателя поглощения.
Способ измерения давления газа, основанный на просвечивании газа излучением перестраиваемого лазера и включающий измерение показателей поглощения света для набора длин волн, соответствующих спектральным линиям одной из химических компонент газа, и вычисление давления по измеренным показателям поглощения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений, измерения показателей поглощения производят на длинах волн, соответствующих крыльям спектральных линий основных переходов, а генерацию просвечивающего излучения осуществляют на длинах волн, соответствующих центрам спектральных линий горячих переходов.
