Газоанализатор

 

CoIo3 CoNdтсиик

Социвлистичюеиие

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м805143 (61) Дополнительное к аят, саид-ау (51}M. Кл. (22) Заявлено 04. 12.78 (21) 2692518/18 25

G 01 и 21/61 с присоединением заявки .% (23)приоритет .—

Гееударстеенний квинтет

CCCP йо делам мзебретеннй и аткритнй

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень М 6. (53) УДК535.343.. 4(088.8) Дата опубликования описания 15.02.81

Г

М. С. Алейников, В. И. Красов, В. И. Максимов и В. А. цветков (72) Авторы изобретения

Главная геофизическая обсерватория им. А. И.:.Воейкова (71) Заявитель (54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области га -, зового анализа, основанного на поглощении электромагнитного излучения онределенным компонентом анализируемой газо вой смеси, и может быть использовано в анализаторах, находящихся в автономном длительном бесподстроечном режиме ра» боты.

Известны анализаторы, в которых с целью повышения долговременной етабильЮ ности. используют схемы контроля исправности прибора для периодической коррвкти» ровки основных параметров газоанализатора. Такой контроль исправности заключаIS ется в применении поверочных газовых смесей, либо . абсорбционных образцовых камер, заполненных поглощающим излуче ние газом. Проверка работоспособности в нервом случае осуществляется йутем регистрации сигнала, возникающего в газоанализаторе при .пропускании поверочной газовой смеси, во втором случае « пере« ключением оптической схемы на образновую амеру. Если значение контрольного сигнала выходит эа допустимые пределы, то параметры прибора соответствующим образом либо корректируются, либо производится необходимый ремонт или включается резервный анализатор. После положительного исхода проверки гаэоана лизатор эксплуатируется до новой провер» ки. Зля повышения надежности проверки газоанализатора пропускают попеременно образцовые газовые смеси, соответствующие нижнему и верхнему пределам изме» рения гаэоаиализатора (1}.

Однако применение поверочных газовых смесей строго заданной концентрации затруднительно, так как в процессе длительного хранения концентрация анализируемого компонента в баллоне может изменяться, например, за счет адсорбции на стенках..

Известен газоанализатор, измеряющий концентрацию ртутных паров и построен, ный по двухканальной схеме с оптической компенсацией световых потоков. Llaw apo808143

40 ц K as gý Р ) (2) верки и корректировки градуировочной характеристики прибора в процессе эксп. натации применяется эталонная шторка, которая ставится на пути светового потока рабочей камеры при пропускании через нее чистого воздуха, что эквивалентно ослаблению светового потока в рабочем канале, вызванному наличием паров ртути опредепенной концентрации (2).

Наиболее близким к предлагаемому яв- 10 ляется газоанапизатор, содержащий оптическую схему, состоящую из источника излучения, модулятора, рабочей и эталонной кювет и фильтра с приемником нэпу- чения распопоженных последовательно по 15 ходу луча источника излучения, схему контроля исправности гвэоанапизаторв и эпектронную схему выделения сигнала, подключенную к приемнику излучения. Схе- ма контроля исправности гвэоанализвтора ° 20 прейставпяет собой ..ериодически устанавливаемый по ходу луча источника излучения ослабляющий фильтр. При этом открываетоя клапан и поток азота из оаппона проходит в кювету анализатора. B зто 25 время автоматически производится контроль работоспособности газоаиапизаторв (3), Однако применение баллонов с газами дпя контроля анализатора и стабильности его параметров часто черезвычайно затруднительно, например,. в условиях М<есткого ограничения габаритновесовых параметров аналитической аппаратуры, которая должна длитепьное время эксплуатироваться

35 беэ вмешательства оператора, Цепь изобретения - упрощение контроля работоспособности газоанапизатора йут;ем искпюченйя поверочных газовых

Смесей.

Цель дости ается тем, что известный гаэовнапизатор содержит оптический комI . мутатор, распопоженны и у входного окна

Рабочей. кюветы, и эталонный интерференциоииый фильтр, не пропускающий иэпуче45 ние в рабочей области частот.

Нв чертеже показана структурная схема предпаГаемого .газоанапизаторв, . Схема включает источник,1 излучения, модулятор 2, рабоче ю 3 и эталонную 4 кюветы, -фильтр 5, приемник 6 излучения, рвспопоженные поспедоввтепьио по ходу пуча источника 1 излучения, электронную схему 7 выделения сигнала, подкпюченную к приемнику 6 излучения и схему 55 контроля исправности газоанализатора, состоящую из оптического коммутатора

В, расположенного у входного окна рабо чей кюветы и эталонного интерференционного фильтра 9, не пропусквкхцего излучение в рабочей области частот.

В исходном состоянии коммутатор 8 пропускает излучение от. источника 1 излучения в рабочую кювету 3, в эталонный фильтр 9 выведен с оптического пути.

Поток инфракрасной радиации от источника 1. излучения с помощью модулятора

2 .направляется переменно в рабочую и эталонную камеры (3 и 4 соответственно). Из всего спектра излучения, прошедшего кюветы, с помощью фильтра 5 вырезается спектр частот, где анализируемая компонента имеет характерную цопосу поглощения. Отфильтрованное, пульсирующее излучение воспринимается приемником 6 излучения, усиливается и обрабатывается схемой 7 выделения сигнала. Выходной сигнал пропорционален разности потоков, прошедших рабочую и эталонную кюветы, зв вычетом напряжения смещения

0о, получаемого в момент проверки работоспособности Газоанализатора b„ (©„ fÄt5) uO= где К - коэффьщиент передачи фотоприемника 6 и схемы -.7 выделения и обработки сигнала;

Ct3 - поток, создаваемый источни-. ком 1 излучения С 7 р — пропускание кювет эталонной

4 и рабочей 3 соответственно.

Осуществление контроля исправности гаэоанапизатора осуществляется в два такта.

В первом такте на оптическом пути устанавливается эталонный фильтр, жест- . ко связанный с фильтром 5,Эталонный фильтр 9 пропускает излучение источйика 1 в спектральном диапазоне, соответ» ствующем окну прозрачности анализируемого компонента газовой смеси (т.е. цропускает излучение в рабочей области частот). В этом случае выходной сигнал гаэовнапизатора (напряжение смещения) равен

Это напряжение запоминается в схеме

7 выделения и обработки сигнала и в дальнейшем автоматически вычитается из выходного сигнала газовнализатора.

Во втором такте контроля исправности гаэоанапиэатора эталонный. фильтр 9 возвращается в исходное состояние, а эвсс о Р

5 808 143 б понка 8 перекрывает поток излучения от гаэоанапизатора атапонного фильтра, не источника 1 излучения в рабочую камеру пропускакщего излучение в рабочей об3. Сигнал на выходе апектронной схемы/ пасти частот, автоматически учитывает

7. выделения сигнала равен изменение оптических параметров рабочей

5 кюветы относительно атапонной, т. е. ус

"к = " о э - Uî < о р танаваивает нуль прибора.

Укаэанные абсорбционные дифференциЭтот сигнал поддерживается постоян- апьные l аэоанапизаторы находят широкое и ра ны ц за счет регулирования применение при установке газоанапизатокоаффипиент а п ере дачи в этом случае . pci в отдельных и тру днодос тупнчх месlI0 JI ?I M тах, а также исключают необходимость в применении образцовых поверочных газо-, (4) вых смесей, что дает значительную акономию только за счет упрощения метродоги-.

- 1

15 ческого обслуживания.

После автокалибровки коэффициента передачи К газоанапизатор возврашается в исходное состояние. В атом случае. выходной сигнал в соответствии с формулами (1 — 4) равен

- ЕС3.

UlbtX (0(Э "Р ) Ъ (Э Р

Как следует из выражения (б) выходной сигнал не зависит от интенсивности источника 1 излучения и изменения коеф« фициентов передачи отдельных блоков гаэоанапизатора. В силу того, что изменение неинформативных параметров (сРо,Ч.,К J является медленно протекающим процессом, то период частоты проверки работоспособности гаэоанапиэатора определяется вре.

35 менем смещения этих параметров эа пределы основной допустимой погрешности.

Введение оптического коммутатора, распопоженного у входного окна рабочей кюветы позволяет проводить автоматичес кую калибровку газоанапизатора по эталонному каналу и компенсировать уходы параметров источника, фильтра, приемника и электронной схемы выделения сигнала без примечания поверочных газовых смесей.

Введение в схему контроля исправности

Формупа изобретения

Газоанализатор, содержащий оптическую схему, состоящую из источника излучения, модулятора, рабочей и эталонной кювет и фильтра с приемником излучения, расположенных поспедоватепьно по ходу луча источника изпучения1 схему контропя исправности газоанапиэатора и электронную схему выделения сигнала, подключенную к приемнику иэпучения, о т и и— ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью упрощения контроля работоспособности гаэоанапизатора эа счет исключения поверочных газовых смесей, он содержит оптический коммутатор, расположенный у входного окна рабочей кюветы и эталонный интерференционный фильтр, пропускающий излучение в нерабочем диапазоне алин волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

_#_r 813302, кп. G 01 М 21/34, 08. 08.76.

2. Гринатейн № М., Кучикон Л. М;, Фотоэлектрические концентрапиомеры, №, 1966.

3, Патент Франции И 1360796, кп. G 01 Я 21/00, 1964.

805 143

Составнтеиь,.й. Паитиков .

Редактор М. Келемеш Текред )КЯасте евз

Корректор Н. Бабинен

Фмлиа ППП Патент, r. У кгороа, уи. Проектная, 4

Заказ 10868/63 Тираж 918 . Поаиисное

ВНИИПИ Гжударственнса о комитета СССР по декам иэобретений н открытий

113035, Москва, Ж36, Раушскаа наб. д. 4/5