Дистанционный газоанализатор дымовых газов

 

Использование: изобретение может использоваться в области контроля атмосферы , в частности для анализа дымовых газов, выходящих из труб. Сущность: газоанализатор содержит спектрально-оптический анализатор , в котором на пути света после диспергирующего элемента установлено светоделительное зеркало для получения двух световых пучков, один из которых непосредственно попадает на фотодетектор, а другой предварительно проходит через эталонную кювету с анализируемым газом, причем измеритель измеряет пропускание эталонной кюветы, которое изменяется в зависимости от содержания этого газа в дымовых газах , и анализатор рассчитывает искомое содержание по указанному изменению пропускания эталонной кюветы. 2 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 21/61

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 4f

° Д 1г"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ, :1

h (21) 4897372/25 . (22) 29.12,90 (46) 30,03.93.- Бюл. N. 12 (71) Институт энергетических проблем химической физики АН СССР (72) А.А.Иванов, А.В.Володин, В,М.Башлыков и В.Л.Тальрозе (73) Институт энергетических проблем химической физики PAH (56) Авторское свидетельство СССР

N 1116367, кл. G 01 N 21/61, 1984.

Проспект. анализатора G М 30 фирмы

"ЗИК" (ФРГ). (54) ДИСТАНЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТ0Р ДЫМОВЫХ ГАЗОВ (57) Использование: изобретение может использоваться в области контроля атмосфеИзобретение относится к области контроля атмосферы и касается, в частности, дистанционного газоанализатора для анализа дымовых газов, выходящих из труб, Целью изобретения является повышение точности измерения концентраций компонентов дымовых газов. выходящих из труб, в условиях оптических помех на измерительной трассе над срезом дымовой трубы.

На фиг.1 представлена блок-схема примера дистанционного газоанализатора дымовых газов, На фиг,2 — изображена характеристика светофильтра, используемого доля регистрации двуокиси серы (S02}.

Вариант дистанционного газоанализатора дымовых газов, показанный на фиг,1, содержит оптически сопряженные источник света 1. установленный в фокусе светонап„„59„„1806348 А3 ры, в частности для анализа дымовых газов, 1 выходящих из труб, Сущность: газоанализатор содержит спектрально-оптический анализатор, в котором на пути света после диспергирующего элемента установлено светоделительное зеркало для получения двух световых пучков, один из которых непосредственно попадает на фотодетектор, а другой предварительно проходит через эталонную кювету с анализируемым газом, причем измеритель измеряет пропускание эталонной кюветы, которое изменяется в зависимости от содержания этого газа в дымовых газах, и анализатор рассчитывает искомое содержание по указанному изменению пропускания эталонной кюветы. 2 ил. равляющих средств 2, контрольную 3 и измерительную 4 трассы, ограниченные светоотражателями 5 и 6, фокусирующие средства 7, светофильтр 8, расщепитель светового луча 9, вспомогательного зеркала

10 и 11, опорный 12 и рабочий 13 оптические каналы с фотодетекторами 14.и 15, соединенными с системой усиления и регистрации сигналов 16, фотометрический клин 17, установленный в опорном канале t2, селективный фильтр 18, выполненный в виде эталонной кюветы, заполненной исследуемой компонетой дымовых газов в качестве эталонного газа, установленный в рабочем канале 13, оптический коммутатор 19, вы1, полненный в виде модулятора с двусторонним зеркальным покрытием. Устройство также содержит калибровочную кюве у 20.

1806348

Характеристика светофильтра 8, используемого в качестве диспергирующего элемента для регистрации двуокиси серы (502), показана позицией 21 на фиг.2, спектр SOz — позицией 22.

Устройство, показанное на фиг.1, работает следующим образом. Свет от источника света 1 коллимированный c,ïîìîùüþ светонаправляющих средств 2, проходит по измерительной трассе 4 над срезом трубы, пронизывая при этом дымовые газы, которые нужно проанализировать. Отраженный от светоотражателя 6 свет вторично проходит через дымовые газы и, собранный с помощью фокусирующих средств 7 поступает через светофильтр 8 на расщепитель луча 9 для получения двух световых пучков, один иэ которых идет по рабочему каналу 13 через селективный фильтр 18, выполненный в виде эталонной кюветы, заполненной исследуемой компонентой дымовых газов в качестве эталонного газа, а другой световой пучок после отражения от вспомогательного зеркала 10 идет по опорному каналу 12 через фотометрический клин 17. С помощью фотометрического клина 17 уравнивают интенсивности пучков опорно о 12 и рабочего

13 каналов, получая в результате равенство фототоков на первом 14 и на втором 15 фотодетекторах, на которые указанные пучки попеременно попадают при вращении оптического коммутатора 19, выполненного в виде модулятора с двусторонним зеркальным покрытием.

Коммутатор 19 снабжен датчиками положения и имеет два положения, в одном из которых опорный канал 12 оптический коммутирован с первым фотодетектором 14, а рабочий канал 13 — со вторым фотодетектором 15, в другом положении коммутатора 19 опорный канал 12 оптически коммутирован со вторым фотодетектором 15, а рабочий канал 13 — с первым фотодетектором 14;

Благодаря одновременному измерению

"опорного" и проходящего через эталонную кювету пучков при всех положениях оптического коммутатора 19 любые изменения интенсивности света из-за оптических помех будут приводить к одинаковому изменению фототоков обоих детекторов 14 и 15, не вызывая появления сигнала в системе усиления и регистрации 16 (в дифференциальном усилителе). Сигнал может появиться лишь при рассогласовании интенсивностей пучков в опорном и рабочем каналах. Такое рассогласование пучков света, которые были предварительно уравнены с помощью фотометрического клина,17 на контрольной трассе 3 (при отражении света от дополнительного светоотражателя 5) с помощью фотометрического клина 17, имеют место при изменении пропускания эталонной кюветы

18, а оно и происходит при попадании на эту кювету света, прошедшего по измеритель5 ной трассе 4 через дымовые газы. Величина указанного рассогласования, а следовательно, величина сигнала в системе 16, возрастает с увеличением содержания анализируемого газа в дымовых газах, Уст10 ройство калибруют с помощью калибровочной кюветы 20, заполняемой исследуемой компонентой дымовых газов в известной концентрации.

В газоаналиэаторе для анализа SOz в

15 дымовых газах, выходящих из труб, используют светофильтр 8, имеющий полосу пропускания 21, показанную на фиг.2. В преДелах рабочего диапазона длин волн(полосы пропускания светофильтра) оказыва20 ется ряд максимумов и минимумов поглощения 302 (позиция 22).

При распространении света от источника 1 по измерительной трассе 4, проходящей к светоотражателю 6 (и от него)

25 происходит поглощение характерных для этого газа длин волн в пределах полосы пропускания светофильтра 8, и проходящий свет относительно "обогащается" малопоглощаемыми в ней длинами волн, Интеграль30 ное пропускание эталонной кюветы 18 с 302 для такого "обогащенного" света будет выше по сравнению с "белым", т.е. необога щенным или малообогащенным светом, который поступает по контрольной трассе 3, 35 причем величина пропускания эталонной кюветы возрастает с увеличением содержания $02 на трассе.

Использование дистанционного газоанализатора позволяет контролировать тех40 нологический процесс сжигания топлива(на

ТЭЦ) беэ пробивки специальных отверстий в дымовых трубах, необходимых для установки муфт-фланцев известных систем контроля. Это очень важно при организации

45 контроля на действующих трубах без остановки процесса. Кроме того. гаэоанализатор обладает большей эффективностью по сравнению с известными системами внут-, риутробного контроля, поскольку допускает

50 возможность одновременного контроля нескольких дымовых труб.

Формула изобретения

Дистанционный газоанализатор дымовых газов, содержащий оптически сопряжен55 ные источник света, светонаправляющие средства, контрольную и измерительную трассы, фокусирующие средства, светофильтр, расщепитель светового луча, вспомогательные зеркала, опорный и рабочий оптические каналы с фотодетекторами, сое-"

1806348 диненными с системой усиления и регистрации сигналов,отл ича ющийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях оптических помех на измерительной трассе над срезом дымовой трубы, в опорном канале установлен фотометрический клин, а в рабочем канале — селективный фильтр, выполненный в виде эталонной кюветы, заполненной исследуемой компоненгой дымовых газов в качестве эталонного" газа, а перед фотодетекторами

5 установлен оптический коммутатор, выполненный в виде модулятора с двусторонним зеркальным покрытием, 1806348

ЗОО

260

280

Л,:НМ

Редактор

Заказ 973 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

50

Составитель А.Иванов

Техред М.Моргентал Корректор М,Самборокая