Газоанализатор

 

Применение: устройство может применяться в метеорологии, в приборах, с помощью которых измеряют содержание в атмосфере оптически активных газов. Сущность: озонометр выполнен в виде устройства4 для ввода излучения, содержащего набор волоконных световодов, установленных на входе спектрального блока с возможностью вращения вокруг его оси. Входные торцы световодов распределены в плоскости, проходящей через ось вращения веером с углом раскрыва, не превышающим 180°. Выходные торцы световодов собраны в жгут и направлены на вход спектрального блока. При вращении веера волоконных световодов на их входные торцы периодически поступает излучение от источника радиации, которое направляется через жгут волоконных световодов на их входные торцЫ периодически поступает излучение от источника радиации , которое направляется через жгут волоконных световодов на коллективную линзу и светофильтры, выделяющие спектральные интервалы в полосе поглощения озона и вне (на краю) полосы, и далее на фотоприемник и блок регистрации, выдающий числовое значение количества озона в. атмосфере. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ)-1 ТУ 3 (21) 4856716/25 (22) 07.08.90 (46) 07,05.93. Бюл. М 17 (76) А.Л,Второв, Т.В.Львова, А.И.Сербин, В.И.Фельгейс, А,M.Øàëàìÿíñêèé (56) Стернзат М.С, Метеорологические приборы и наблюдение. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968, с,22 — 219.

Перов С.П., Хргиан А.Х. Совремейные проблемы атмосферного озона, Гидрометеоиэдат, 1980, с.124-125, (54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР (57) Применение: устройство может применяться в метеорологии, в приборах, с помощью которых измеряют содержание в атмосфере оптически активных газов. Сущность: озонометр выполнен в виде устройствФдля ввода излучения, содержащего набор волоконных световодов, установленных на входе спектрального блока с возможностью

Изобретение относится к оптическим газоанализаторам, применяемым, в частности, в метеорологии, с помощью которых измеряют содержание в атмосфере оптически активных газов, и может быть использрвано для дистанционного контроля за содержанием газовых и аэрозольных компонентов атмосферы. Измерения с помощью оптических газоанализаторов могут быть реализованы на сети наземных станций, на дрейфующих станциях, подвижных платформах (судах, аэростатах и др.), а также для измерений с помощью шаров-зондов. Далее в качестве примера будет рассмотрено применение оптического газоанализатора для измерения содержания озона в атмосфере.

„„5U „, 1814734 АЗ (я)э G 01 W 1/00. С-01 N 21/33, 21/61 вращения вокруг его оси. Входные торцы световодов распределены в плоскости, проходящей через ось вращения веером с углом раскрыва, не превышающим 180О, Выходные торцы световодов собраны в жгут и направлены на вход спектрального блока. При вращении веера волоконных световодов на их входные торцы периодически поступает излучение от источника радиации, которое направляется через жгут волоконных световодов,на их входные торцИ периодически поступает излучение от источника радиации, которое направляется через жгут волоконных световодов на коллективную линзу и светофильтры, выделяющие спектральные интервалы в полосе поглощения озона и вне 3 (на краю) полосы, и далее на фотоприемник и блок регистрации, выдающий числовое значение количества озона в атмосфере. 1 ил.

Цель изобретения — упрощение конст- Q() рукции, и расширение возможностей ис- а пользования.

Выполнение устройства для ввода излучения в виде набора волоконных световодов, с распределенными веером в плоскости, проходящей через ось вращения, входными торцами, позволяет при вращении веера периодически направлять излучение от Солн.ца в прибор. Модулируемый прямой солнечный свет выделяется на фоне постоянного рассеянного света, поступающего в прибор от небесной сферы, тем самым удается минимизировать влияние рассеянного света на показания прибора. При вращении веера одинаковое количество световодов периодически будет направлено на источник-зто

1814734 означает, что при любом положении прибора относительно источника, он будет принимать свет так, как если бы прибор был непосредственно направлен на источник.

Такая конструкция позволяет заменить сложные и громоздкие следящие устройства при минимальных потерях сигнала в световодах. Особенно выгодным оказывается применение предложенного устройства на подвижных платформах, Установка озонометра на подвижной платформе существенно расширяет его функциональные возможности, позволяя измерять пространственное распределение озона. В наибольшей степени эти преимущества проявляются при использовании его для измерения вертикального распределения озона на шаре-зонде.

Минимальная величина угла раскрыва веера волоконных световодов определяется угловым размером источника излучения.

Величина угла раскрыва устанавливается равной 180 в том случае, когда прибор относительно источника может занимать любое положение, так как при вращении веера угол 180 о аатывает все возможные положения источника излучения на небесной сфере. В случаях, когда известны пределы изменения положения источника излучения, устанавливается угол раскрыва меньше

Щечки иэ поглощающего свет материала, установленные с двух сторон веера, формируют угол зрения по азимуту и, кроме того, уменьшают влияние рассеянного света.

На чертеже представлен общий вид газоанализатора со снятой одной щечкой.

Газоанализатор содержит устройство для ввода излучения, выполненное в виде набора волоконных световодов 1, установ ленного на входе спектрального блока 2 с возможностью вращения вокруг оси 3 от двигателя 4 через передачу 5. Входные торцы световодов 1 распределены в плоскости, проходящей через ось вращения 3 веером между щечками 6 из поглощающего материалаа-термостой кой пластмассы, Угол раскрыва веера а=80О, Выходные торцы световодов 1 собраны в жгут 7 и направлены на вход спектрального блока 2, расположенного в корпусе 8 оэонометра. Там же расположен фотоприемник 9. Спектральный блок

2 содержит коллективную линзу 10 и светофильтры 11. На выходе прибора расположен блок регистрации 12.

Гаэоанализатор работает следующим образом.

При вращении веера волоконных световодов 1 вокруг оси 3 на их входные торцы периодически (1 раа аа попиыа оборот) поступает излучение от источника радиации, например, Солнца, которое направляется через жгут 7 волоконных световодов 1 на . коллективную линзу 10 и светофильтры 13, выделяющие спектральные интервалы в полосе поглощения озона и вне (на краю) ее:

300 нм и 326 нм- в максимуме пропускания.

Выделенные потоки излучения преоб10 разуются фотоприемником 9 в электрический сигнал, регистрируемый в блоке регистрации 12, который после его обработки на базе микроЭВМ выдает числовое значение количества озона.

15 Методика расчета количества озона известна и основана на определении отношения двух регистрируемых электрических сигналов, соответствующих выделенным на светофильтрах спектральным интервалам в

20 полосе поглощения озона и вне (на краю) полосы.

Вместо Солнца в качестве источника излучения может быть использована Луна.

Для проведения измерений в этом случае

25 необходимом фотоприемник с дополнительным усилителем фототока, например, фотоумножитель.

Предложенный газоаналиэатор является более простым по конструкции, меньшим

30 по габаритам и массе, чем прототип, за счет упрощения конструкции его уотройства для ввода излучения и отсутствия источника питания фотоприемника. Эта конструкция позволяет отказаться от усложняющих

35 дополнительных излучений к прибору, в частности, рассеивателя, зеркала, на которых теряется до 957 полезного сигнала, позволяет значительно уменьшить массу и габариты прибора, его энергопотребление, а

40 также расширяет функциональные возможности прибора, позволяя эксплуатировать его на подвижных платформах без его оснащения дорогостоящими следящими системами, что значительно снижает стоимость

45 прибора. Так, широко применяемые электрохимические зонды имеют массу 1,5 — 2 кг прототип — 7 кг, а оптический озоноэонд, построенный на основе предложенного технического решения, имеет массу не более

50 300 г, что позволяет устанавливать его в качестве датчика стандартного радиозонда, не изменяя конструкции радиозонда и не используя специальных оболочек.

Описанный газоанализатор может быть

55 использован при измерениях содержания любых газов в атмосфере, имеющих селективный характер поглощения.

Формула изобретения

Гаэоанализатор, содержащий устройство для ввода излучения, выполненное с воз1814734

Составитель А,Сербии

Техред М.Моргентал Корректор А;Козориз

Редактор

Заказ 1845 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 можностью вращения, фотоприемник и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения воэможностей использования, он снабжен автономным спектральным блоком, а устройство для ввода излучения выполнено в виде набора волоконных световодов, входные торцы которых распределены веером в плоскости, проходящей через ось вращения, с углом раскрыва, Не превышающим 180О, ограниченных о1 ками из поглощаю4его материала. парал5 лельными этой плоскости и определяющих угол зрения по азимут, а выходные торцы собраны в жгут и расположены на входе спектрального блока.