Однолучевой оптико-абсорбционный анализатор сред

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 531067 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.05.72 (21) 1784150/25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

G 01 N 21/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05. 10.76.Бюллетень №37 (45) Дата опубликования описания11.02.77 (53) УДК 543.544 (088.8) В. В. Воднев, И, Т. Лосипкий, В. А. Рылов и B. П. Сорокин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОДНОЛУЧЕВОЙ ОПТИКО-АБСОРБЦИОННЫЙ

A HA ËÆ3AT ÎÐ СРЕД

Изобретение относится к аналитической технике, а именно к технике контроля состава сред, и может бьггь использовано в химической, нефтехимической и других отраслях пр ом ышленн ости. 5

Известны оптико-абсорбционные анализаторы сред 51), содержащие источники излучения, рабочую и сравнительную кюветы, приемник излучения с одной приемной камерой, модулятор излучения (обтюратор) и иэ- то мерительную схему. При неодинаковом изменении интенсивности источников излучения или неодинаковом изменении пропускания рабочего и сравнительного каналов в показаниях таких газоанализаторов появляется 15 погрешность.

Известны оптико-абсорбционные анализаторы (21, содержащие источник излучения, рабочую и сравнительную кюветы, приемник с одной приемной камерой, модулятор излу» чения и измерительную схему, Эти приборы имеют погрешность, вызванную неодинаковым изменением пропускания рабочего и сравнительного каналов, 25

Наиболее близким техническим решением к предложенному является однолучевой оптико-абсорбционный анализатор сред (31, содержащий источник излучения, рабочую кювету, приемник с одной приемной камерой,модулятор излучения и измерительную схему.

Оптическая схема такого газоанализатора является недифференциальной, поэтому точность измерений недостаточная. Кроме гого, избирательность всех известных анализаторов сравнительно невысока, чго вы зывает погрешность при анализе сложных газов ых смесей.

Целью изобретения являе жя повышение точности анализа.

Указанная цель достигается благодаря тому, что в анализагоре, содержащем источник излучения, рабочую кювету, приемник излучения с одной приемной камерой, модулятор излучения и измерительную схему, за модулятором излучения расположено зеркало, приемная камера размещена между обтюраторам-:, причем поверхность обтюра531О6 лиэатор состоит из последовательно расположенных источника излучения 1, рабочей кюветы 2, приемника, содержащего приемную камеру 3, соединенную с датчиком, например микрсфоном 4, зеркала 5, измерительной схемы 6 и модулятора излучения, выполненного в виде двух обтюраторов 7 и

8 разного диаметра, расположенных на одной оси, например оси двигателя 9. Между кюветой 2 и приемной камерой 3 находится обтюратор 7, перекрывающий часть плошади окна камеры 3, Между камерой 3 и зеркалом 5 находится другой обтюратор 8, перекрывающий всю плошадь окна камеры3.

Обтюраторы 7 и 8 расположены на оси двигателя 9, который может перемещаться относительно камеры 3 так, что часть площади окна камеры 3, перекрываемая обтк ратором 7, может меняться, а площадь окна камеры 3, перекрываемая обтюратором 8 остается постоянной, Анализатор работает следующим образом.

Если секторы одного обтюратора совпадают с прорезями другого обтюратора так, как это показано на фиг. 2, и измерительная схема 6 представляет собой усилитель мерой концентрации анализируемого вещества являегся разность поглощенных и лучений рабочего и сравнительного каналов, промодулированных обтюраторами 7 и 8, где прямое поглощение излучения камерой 3 соответствует поглощенному излучению ðàбочего канала, а излучение, поглощенное камерой 3 после отражения от зеркала 5,— поглощенному излучению сравнительного канала.

При отсутствии анализируемого вещества в рабочей кювете 2 потоки излучений рабочего и сравнительного каналов поглсшенных в камере 3, выравниваются перемещением модулятора относительно камеры 3, тем самым настраивается нуль прибора.

При появлении анализируемого вещества в рабочей кювете 2 поток излучения рабочего канала становится меньше потока излучения сравнительного канала, а на выходе усилителя 6 появляется сигнал, пропорциональный концентрации анализируемого вещества.

Рабочий и сравнительный каналы спектрально несколько различны. В рабочем канале в приемнике излучения погпошение излучения происходит в центрах линий по-= глощения, в сравнительном канале — в крыльях пиний поглощения. Поглощение излучения газом в рабочей кювете 2 про4О исходит лишь в центрах линий поглощения, Таким образом„происходит как бы сужечие линий поглощения рабочей полосы. Это приводит к повышению избирательности анализатора, что повышает точность ана45 лиза сложных гBsoBblx смесей. тора, установленного между рабочей камерой и камерой приемника, выполнена зеркальной со стороны камеры приемника.

На фиг. 1 изображена схема предложенного анализатора; на фиг. 2 — камера приемника и обтюраторы, вид сверху (секторы одного обтюратора совмещены с прорезями другого); на фиг. 3 — то же, причем сектоpbI обтюраторов смещены.

Однолучевой оптико-абсорбционный анаОбтюратор 7 со стороны приемника излучения выполнен с зеркальной поверхностью

Применение зеркального обтюратора позволяет увеличить перекрываемую обтюратором

6 7 площадь окна приемной камеры 3, что приводит к пропор иональному увеличению чувствительности и точности анализатора, 1О При выполнении обтюраторов 7 и 8 смещенными так, как это показано на фиг. 3, измерительную схему 6 выполняют в виде фазометра, измеряющего изменение фазы выходного сигнала приемника относительно

1 фазы опорного сигнала, являющейся функцией отношения рабочего сигнала к сравнительному сигналу. Изменение данного отношения является мерой концентрации вещества, 20

Потоки излучения рабочего и сравнительного каналов проходят через одну и ту же, рабочую кювету 2 и поступают в одну и

25 ту же приемную камеру 3, поэтому изменение интенсивности источника излучения 1 и неселективное изменение пропускания рабочей кюветы 2 не приводят к смешению нуля прибора, что повышает точность анаЗО пиза.

Ф ормула изобретения

Однолучевой оптико-абсорбционный анализатор сред, содержащий источник излучения, рабочую кювету, приемник излучения с одной приемной камерой, модулятор излучения и измерительную схему, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, он содержит зеркало, расположенное за модулятором излучения, выполненным в виде двух обтюраторов,между которыми размещена приемная камера, причем поверхность обтюра6О тора, установленного между рабочей каме531067 Риг- 3

Составитель В. Вошанкин

Редактор Т. Орловская Техред A. Богдан Корректор LL Мельниченко

Заказ 5387/160 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, рой и камерой приемника, выполнена зеркальной со стороны камеры приемника.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе;

1, Автоматические газоанализаторы

БИНТИ. М., Электропром, 1961, стр. 185.

2, "Автсматизация химических прои

Н водств.вып,2. НИИТЭХИМ, М., 1971.

3. Горелин Д. О. Оптик акустический эффект в физико-химических измерениях.

М., 1969, стр.29 (прототип).