Фотоколориметрический газоанализатор

 

Изобретение относится к фотоколориметрическим газоанализаторам. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерения. В газоанализатор, содержащий фотоблок с источником и приемником излучения, индикаторным средством, командоаппаратом, цифровыми запоминающими устройствами, коммутатором, цифроаналоговым преобразователем, тактовым генератором, регистрирующим прибором, введены линейный мост, компаратор и второй цифроаналоговый преобразователь. В одно из плеч моста включен приемник излучения, компаратор, второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу коммутатора. Выход линейного моста соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу коммутатора. Вход управления коммутатора соединен с входом запрета счета второго цифрового запоминающего устройства. Выходы управления цифровых запоминающих устройств подключены к выходу компаратора, входы запрета - к соответствующим выходам командоаппарата, тактовые входы - к выходу тактового генератора. Выходы второго и первого цифровых запоминающих устройств подключены соответственно к источнику излучения и входу регистрирующего прибора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 N 21/78

ГОСУДАРСТВЕНЧЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4422302/24-25 (22) 10.05.88 (46) 15.06.90. Бюл. М 22 (72) Л.А.Макарова и В.Ю.Медведев (53) 535.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1167482, кл. 6 01 N 21/61, 1983.

Разработка и внедрение газоанализатора с применением индикаторных порошков в качестве чувствительного элемента "Сирена" (заключительный) инв. М 0283, 0069850 .

ВНИИТИЦЕНТР, Отчет об ОКР, 1963. (54) ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к фотоколори- . метрическим газоанализаторам. Целью йзобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерения. В газоанализатор, содержащий фотоблок с источником и приемником излучения, индикаторным средством, командоаппаратом, цифровыми запоминающими устройствами, Изобретение относится к аналитическому приборостроению, конкретнее к фотоколориметрическим гаэоаналиэаторам, и может быть использовано, например, для контроля содержания микроконцентраций токсических газов в воздухе производственных помещений.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции.

На фиг.1 представлена схема фотоколориметрического.гаэоанал иэатора; на фиг.2— вариант выполнения цифровых запоминающих устройств на базе реверсивным счетчиков., Ы,, 1571481 А1 коммутатором, цифроаналоговым преобразователем, тактовым генератором, регистрирующим прибором, введены линейный мост, компаратор и второй цифроаналоговый преобразователь. В одно из плеч моста включен приемник излучения, компаратор. второй цифроаналоговый преобразователь, выход котооого подключен к входу коммутатора. Выход линейного моста соединен с первым входом компаоатора, второй вход которого подключен к выходу коммутатора.

Вход управления коммутатора соединен с входом запрета счета второго цифрового запоминающе о устройства. Выходы управления цифровых запоминающих устройств подключены к выходу компаратора, входы запрета — к соответствующим выходам командоаппарата, тактовые входы — к выходу тактового генератора. Выходы второго и первого цифровых запоминающих устройств подключены соответственно к источнику излучения и входу регистрирующего прибора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Газоанализатор содержит фотоблок, включающий источник 1 излучения, индикаторное средство 2 и приемник 3 излучения, включенных в одно из плеч линейного моста

4. содержащего сопротивления 5 и 6 и операционный усилитель 7 с сопротивлением обратной связи 8, выход которого подсоединен к компаратору 9, коммутатор !0, выход которого подсоединен к компаратору 9. вход управления — к командоаппарату 11 и входу запрета счета первого цифрового запоминающего устройства 12, вход управления направлением счета которого объединен с одноименным входом второго

1571481

4 тивление приемника излучения 3 станет равным сопротивлению обратной связи 8, така как Ryno = Roc. После окончания режима "Установка нуля" сигнал с командоаппарата запрещает счет тактовых импульсов и содержимое первое цифрового запоминающего устройства 12, а следовательно, и значение светового потока Ф, источника излучения неизменное до следующего цикла, После прососа анализируемого газа onтические характеристики индикаторного средства 2 изменяются. что приводит к уменьшению величины светового потока с

1 цифрового запоминающего устройства 13 и соединен с выходом компаратора 9, такто вые входы цифрозапоминающих устройств

13 и 12 подсоединены к тактовому генератору 14, а их выходы через последовательно 5 соединенные с ними первый 15 и второй 16 цифроаналоговые преобразователи подключены соответственно к входу реги стрирующего прибора 17 и источнику 1 излучения. 10

Выход второго цифроаналогового преобразователя 16 соединен с одним из вхо дов коммутатора 10, на второй вход (которого подается нулевой потенциал 0 = О, Питание линейного моста 4осущеетвля- 15 ется источником 18 постоянного напряжения.

Газоанализатор работает следующим образом.

При освещении индикаторного средст- 20 ва 2 световым потоком Фь отраженный световой поток Фь попадает на приемник 3 излучения, изменяя его сопротивление. Так как источник 3 излучения включен в одно из плеч линейного моста 4, то на выходе операционного усилителя 7 возникает выход. ной сигнал 01.

За время одного цикла измерения гаэоанализатор находится поочередно в режимах "Установка нуля", "Память", "Измерение", определяемых командоаппаратом 11.

B режиме "Установка нуля" командоап. парат 11 подает соответствующий сигнал на коммутатор 10 и на.вход запрета первого цифрового запоминающего устройства 12, которое производит счет импульсов частоты

fT тактового генератора 14 в зависимости от уровня логического сигнала на выходе компаратора 9.

При этом уровень сигнала Оз, который управляет световым потоком Фо источника

1 излучения, изменяется до тех пор, пока напряжение U< на выходе операционного „ усилителя 7 не станет равным нулю, а сопровеличины Ф до величины Ф и соответст.1 венно к увеличению сопротивления Rфд приемника излучения 3 до величины В Фп .

При этом выходной сигнал на выходе усилителя 7 станет равным

UoU где — потенциал неинвертирующего

2 входа операционного усилителя 7.

Так как сопротивление приемника излучения и Фп связано со световым потоком

Фь и коэффициентом отражения индика1 торного средства р следующим образом

Фь =фФь; R4no ",, Фп, =, где К вЂ” коэффициент чувствительности фотоприемника,то изменение выходного сигнала 0> прямого пропорционально относительному изменению коэффициента отражения индикаторного средства Арф, т.е, К вЂ” Uou,+

2 Po гдето и р, — коэффициенты отражения индикаторного средства до и после прососа газа.

В режиме "Измерение" командоаппарат 11 вырабатывает команду, по которой второе цифровое запоминающее устройство 13 начнет производить счет импульсов частоты fT тактового генератора 14. Выходной сигнал второго цифрового запоминающего устройства 13 преобразуется вторым цифроаналоговым преобразователем 16 в сигнал Uz и одновременно поступает на регистрирующий прибор 17 и коммутатор 10 и с выхода последнего поступает не компаратор 9. Как только величины сигналов на входах компараторов Я сравняются, т.е. 02 = 0 сигнал с компаратора 9 остановит прохождение тактовой частоты и газоанализатор перейдет в режим "Память", в котором второе цифровое запоминающее устройство 13 хранит сигнал Uz, соответствующий значению измеряемой концентрации газа. ,Цифровые запоминающие устройства (фиг.2) могут быть выполнены на базе реверсивных счетчиков 19. Количество счетчиков

19 определяется требуемой разрядностью цифровых запоминающих устройств 12, 13.

При их работе в режимах "Установка нуля" и "Измерение" возможно переполнение счетчиков при прямом и обратном счете, когда код близок к нулевому или максималь1571481 ному значению. При атом могут происходить сбои в работе всей схемы газоанализатора.

Для исключения переполнения счетчиков все информационные входы Д счетчи- 5 ков объединены и подключены к выходу старшего разряда старшего счетчика, а выход переноса старшего счетчика соединен через инвертор со входами записи счетчиков. 10

Исключение переполнения достигается следующим образом.

Пусть счетчики работают, например, на вычитание и их содержание равно нулю. С приходом очередного тактового импульса к 15 входам С на выходе СО старшего счетчика появится импульс переноса, который через инвертор поступит на входы записи счетчиков и произойдет запись нулевого значения кода во все разряды счетчиков, так как на их 20 информационные входы поступает сигнал логического "0" со старшего разряда старшего счетчика. С приходом последующих тактовых импульсов повторяется запись нулевого кода в счетчик, т.е, их состояние не 25 изменяется.

Аналогичные процессы происходят и при прямом счете с той лишь разницей, чта ва все разряды счетчиков производится запись логической "1". 30

Выходной сигнал второго цифрового запоминающего устройства 13, представляющий собой цифровой код, мажет быть непосредственна подан на устройство индикации (не показано), 35

Предлагаемое техническое решение позволяет снизить себестоимость изготовления и энергаэатраты при эксплуатации фотокалариметрических гээааналиэаторов.

Формула изобретения 40

1. Фатокалариметрический гаэаанализатор, содержащий фатаблак с источником и приемником излучения и индикаторным средством, командоэппарэт, первое и второе цифровыв запоминающие устройства, коммутатор. цифроаналоговый преобразователь, тактовый генератор и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, он снабжен линейным мостом, компарэтором и вторым цифроаналоговым преобразователем, при этом выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к входу коммутатора, а приемник излучения включен в одно иэ плеч линейного моста, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу коммутатора, вход управления которого соединен с входом запрета счета первого цифрового запоминающего устройства, входы управления цифровых запоминающих устройств подключены к выходу компаратора, входы запрета — к соответствующим выходам командоаппарата, а тактовые входы — к выходу тактового генератора, выходы первого и второго цифровых запоминающих устройств через последовательно соединенные с ними первый и второй цифроаналоговые преобразователи подключены соответственно к источнику излучения и входу регистрирующего прибора.

2. Гаэоаналиэатор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что цифровые запоминающие устройства выполнены иэ реверсивных счетчиков, при этом их информационные входы объединены и подключены к выходу старшего разряда старшего счетчика, а выход переноса старшего счетчика соединен через инвертар с входами записи счетчиков.

3. Гаэоанализатар по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что линейный мост соединен с источником постоянного напряжения с заданным температурным коэффициентом.

1571481 ю

СИ CI !

Составитель Н,Ананьева

Редактор М.Недолуженко Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор И.Муска.

Заказ. 1507 Тираж 512 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101