Газоанализатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик и302850

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 05.01.78 (21)2567232/18-25. с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

С1 01 Й 21/31

Гасударственный камнтет

СССР

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень М 5

00 делам изобретений н аткрытнй (53) УДК 543.27 (088.8) ата опубликования описания 09.02.81 газоаналитических систем Смоленского ПО Аналигприбор (54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к устройствам для проведения оптического абсорбционного анализа смеси газов, паров или жидкостей, в частности к оптическим абсорбционным гаэоанализаторам модуляционного типа.

Известны газоаналиэаторы модуляционного типа, в которых в качестве неселективных модуляторов оптических лучей используют аиски с прозрачными и непрозрачными секторами (обтюраторами), при !

О водимые во вращение электрическими двигателями (1).

Известен также газоанализатор, содержащий источник излучения, модулятор, l$ разрезные кюветы, оптический фильтр, оптике-акустический приемник излучения и электронную схему (21 .

Модулятор этого гаэоаналиэатора представляет собой обтюратор, выполненный в виде черного непрозрачного диска, который при вращении периоаически пропускает излучение то в одну, то в другую половину разрезной кюветы. Так как одна половина разрезной кюветы заполнена азотом, а через вторую прокачивается анализируемая газовая смесь с измеряемой концентрацией Сх, то поток излучения, идущий с выхода разрезной кюветы на выход приемника, оказывается промодулированным во времени на спектральных полосах поглощения измеряемого компонента.

Обтюратор газоаналиэатора привоаится во вращение электродвигателем.

Недостатками, данного газоанализагора является то, что модулятор обладаег низкой надежностью, поскольку время непрерывной работы аля лучших серийных электродвигателей составляет 2000-5000ч, и обтюратор трудно выполнить с относи-4 .тельным биением меньше 10 из-.за зазоров и люфтов, что приводит к дополнительной нестационарной модуляции потока излучения, снижающей точность газьанализатора в целом. Кроме того, мгно." венная нестабильность скорости вращения синхронных двигателей за счет нестабильS0 ности частоты сетевого напряжения питания доходит ooo «+ 1%.

I1eab изобретения - повышение точности и надежности измерения и использование в газоанализагоре различных оптических схем и обеспечение определенного сдвига фаз в модуляции нескольких оптических потоков излучения, Зля этого в газоаналиэаторе, предназначенном для оптического абсорбционного анализа смесей газов, паров или жидкостей, состоящем из источника излучения, рабочего и сравнительного оптических каналов, модулятора излучения и приемника излучения, модулятор излучения содержит камертон, подвижные концы которого связаны с оптическими решетками с прорезями, используемый как высокодобротный резонансный элемент, входящий в структуру генератора периодических колебаний, определяющего частоту модуляции потока излучения, и как движитель, непосредственно приводящий в движение решетки с прорезями. Прорези в оптических решетках выполнены сдвинутыми друг относительно друга на определенную величину в пределах от нуля до полной ширины прорези.

На фиг. 1 приведен газоанализатор, выполненный по однолучевой двухканальной оптической схеме с периодическим сравнением; на фиг. 2 — модулятор излучения; на фиг. 3 и 4 — оптические решетки с продольными прорезями.

Газоанализатор состоит из камертона

1 модулятора, источника излучения 2, оптических решеток 3 и 4 модулятора, кюветы 5, заполняемой газом, непоглощающим излучения, кюветы 6, заполненной измеряемым компонентом, рабочей кюветы 7, через которую прокачивается анализируемая смесь с концентрацией измеряемого компонента, и приемника излучения 8.

Модулятор состоит из камертона 1, двух оптических решеток 3 и 4, элемента возбуждения 9 камертона и генератора периодических колебаний 10 (фиг. 2) .

Оптические решетки имеют продольные прорези. При возвратно-поступательном движения решеток общая ширина,щелей, образованных -этими прорезями, периоди чески изменяется от нуля до полной ширины прорези. При этом оптический поток

СР тоже изменяется от 4 0 до максимального значения 4 q, т.е. модулируется.

Возвратно-поступательное движение решеток 3 и 4 обеспечивается колебаниями ветвей камертона 1 с собственной (резонансной) частотой камертона

Особенностью газоанализатора являет ся то, что камертон 1 имеет два функциональных назначения: во-первых, он ис— пользуется как высокодобротный резонансный элемент, входящий в структуру генератора периодических колебаний 10 и позволяющий получить высокостабильные по частоте колебания, и, во-вторых, как электромеханический движитель для решетбк 3 и 4. Злемент возбуждения 9 камертона может быть электромагнитным, маг- нитоэлектрическим, электродинамическим, пьезоэлектрическим и т.д.

Каждая оптическая решетка содержит две дорожки прорезей, причем в одной решетке прорези совпадают, а в другой сдвинуты друг относительно друга на ширину прорези.

Такое исполнение решеток обеспечивает противофазную модуляцию обоих потоков излучения без дополнительных регулировок и настроек, что необходимо для реализации периодического сравнения потоков излучения в гаэоанализаторе.

В газоанализаторе благодаря применению камертонного оптического модулятора достигается очень высокая стабильность модуляции во времени и при воздействии дестабилизирующих факторов.

В газоанализаторе модулятор поочередно пропускает излучение через кюветы

5 и 6 и в рабочую кювету 7 поступает излучение, промодулированное по полосам поглощения измеряемого компонента. LLaлее, пройдя через рабочую кювету, это излучение попадает в приемник 8, выходной сигнал которого пропорционален глубине модуляции потока излучения. Так как глубина модуляции потока излучения на выходе рабочей кюветы 7 однозначно связана с,концентрацией измеряемого компонента Сх то выходной сигнал Ц S x завитых сит от б )(°

Формула изобретения

1. Гаэоанализатор, предназначенный для оптического абсорбционного анализа смесей газов, паров или жидкостей, состоящий из источника излучения, рабочего и сравнительного оптических каналов, модулятора излучения, приемника излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, модулятор излучения содержит камертон, подвижные концы ко802880 торого связаны с оптическими решетками

1 с прорезями, используемый как высокодобротный резонансный элемент, входящий в структуру генератора периодических колебаний, определяюшего частоту модуляции потока излучения, и как движитель, непосредственно приводящий в движение решетки с прорезями.

2. Гаэоаналиэатор по и, 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью использования B гаэоанализаторе различных оптических схем и обеспечения определенного сдвига фаз в модуляции нескольких

Ь оптических потоков излучения, прорези в оптических решетках выполнены сдвинутыми друг относительно друга на определенную величину в пределах от нуля до полной ширины прорези.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 322698. кл. 5 01 Й 21/34, 1971,, о 2 urmonn Н "Модегпе Ме Руе i1а ген 0 nd Gem Ы хи 0Ъегwachu ng двг Schornstei nernees

und ГесЬ". Н70,22 К 5,с.374-(73.