Фотоколориметрический газоанализатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЬ ИТЕЛЬСТВУ

CoIo$ Соеетсмнв

Соцналнстнческнз

POCll f6lIIlIC (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 151079 (21) 2831459/18-25 (51)М. КЛ. с присоединением заявки HP G 01 и 21/27

Гееуаарстаенныя аамятет

СССР ав дмаи нзобретений я открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.81, бюллетень й9 37 (53) УД (535. 853 (088.8) Дата опубликования описания 07 . 10. 81 (72) Авторы изобретению

Ф.Э. Герценштейн, В.Г. Казачков, Ф.А. и Й.В. Кирдина

Оренбургский политехнический инсти)гут (71) Заявитель (54) ФОТОКОЛОРИИЕ1РИЧЕСКИИ ГАЗОАНАЛИЗА10Р

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, s частности к газовому анализу и может быть использовано для контроля чистоты воздушного бассейна, а также для контроля технологических параметров процессов в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен фотоколориметрический газоанализатор, содержащий источник из- 10 лучения, систему продувки анализируемой смеси, ячейку с индикаторной лентой, механизм протяжки ленты, источник опорного сигнала и схему сравнения (1) . 1$

В этом газоанализаторе измерения проводятся нулевым методом с использованием оптической компенсации в опорном канале. 20

Недостатками газоанализатора явля-. ются сложность конструкции и значительная трудоемкость при настройке на различные анализируемые смеси.

Наиболее близким-к изобретению по l5 технической сущности является фотоколориметрический газоаналиэатор, содержащий источник света, систему продувки анализируемой смеси, ячейку с индикаторной лентой, механизм протяж- 30 ки ленты, источник опорного сигнала и схему сравнения (2).

Этот газоаналиэатор прост по конструкции, в нем легко осуществлять перенастройку, корректировку чувствительности и устранять температурные погрешности.

Однако он обладает невысокой чувствительностью вследствие зависимости показаний от состояния поверхности индикаторной ленты. целью изобретения является повышение чувствительности.

Это достигается тем, что фотоколориметрический газоанализатор, содержащий источник света, систему продувки анализируемой смеси, ячейку с индикаторной лентой, механизм протяжки ленты, источник опорного сигнала и схему сравнения, снабжен поляризатором, установленным на входе в ячейку с индикаторной лентой, а на выходе иэ ячейки установлено устройство для разделения светового пучка на два потока, поляризованных во в аимно перпендикулярных направлениях.

Схема газоаналиэатора приведена на чертеже.

Газоанализатор содержит источник света 1, поляризатор 2, ячейку с ин-

871045

Формула изобретения дикаторнои лентой Зр устройство 4 для ты, т.е. угол * зависит от концент- разделения светового пучка, выполнен- рации контролируемой газовой компоное, например, в виде призм Николя ненты. Источник опорного сигнала 10 или Валлостона, фотоэлементы 5, пред- формирует постоянное напряжение, веусилители б, логарифмические усилите- личина которого соответствует допусли 7, разностный усилитель .8, сумма- 5 тимой концентрации контролируем.>А тор 9, источник опорного сигнала lpga газовой компоненты. Это напряжение насос 11, расходомер 12, усилитель13i в сумматоре 9 сравнивается с выходселектор 14, генератор импульсов 15, ным сигналом усилителя 8. Выходное счетчик импульсон 16, регистратор 17, напряжение сумматора 9 управляет сисмеханизм протяжки 18 ленты, блок пи- 1 темой считывания и механизмом протяжтания 19 и реле времени 20. ки 18. Насос 11 с постоянной скорос1 азоаналиэатор работает следующим тью прокачивает исследуемую газовую образом. смесь через ячейку с чувствительной

Свет от источника 1 проходит че- лентой 3. Количество газовой смеси, рез поляризатор 2, выполненный н ни- прошедшей через ячейку, измеряется де призмы Николя, иэ которой выходит 5 расходомером 12, сигнал с которого линейно поляризованным, причем приз- поступает через усилитель 13 на один ма николя расположена так, что направ- из входов селектора 14. если ни один ление поляризации составляет угол 45 из этих сигналон не равен О, селектор с оптической осью индикаторной лен- открыт и через него на вход счетчика ты, Линейно поляризованный свет пос- 20 импульсов 16 поступают импульсы фикле прохождения через ячейку с индика- сируемой длительности, формируемые торной лентой 3 становится эллипти- генератором импульсов 15. Когда сигчески поляризованным. Пучок зллипти- нал на выходе становится равным О, чески поляризованного света устройст- селектор 14 закрывается, происходит вом 4 разделяется на два потока,в ко- 25 считывание числа импульсов, пропорторых свет поляризонаН ВО ВЗаИМнО ПЕР- Ционального объему газовой смеси, пропендикулярных направлениях. Каждый иэ шедшей через ячейку, и срабатывает пучков воспринимается фотоэлемента- механизм протяжки 18. Регистратор 17 ми 5 и преобразуется в электрический в этом случае может быть проградуиросигнал, который усиливается предуси" ван в единицах объемной концентрации лителями б, а затем логарифмическими контролируемой газовой компоненты. усилителями 7 . На входе разностного Блок питания 19 предназначен для усилителя 8 формируется сигнал, про- питания всех узлов схемы. Включение порциональный только углу ф наклона схемы осущестнляется с требуемой пеэллипса полЯРиэаЦии света. Дейстни- риодичностью реле нремени 20 тельно, пусть интенсивность света, 35

Таким образом, процесс измерения падающего на.чувствительную ленту 30 . ПОлностью автоматизирован. В силу исТогда после устройства 4 получается пользонанных поляризационных эффектов два пучка с интенсивностями соответс- чувствительность устройства эначительтненно; К 2*

1 =.КЗ cps но выше, чем чувствительность известо

40 ных устройств. Точность измерений не =" о з"" 2 с

2 зависит от состояния поверхностного слоя чувствительной ленты и н меньшей

После преобразования, усиления и степени зависит от электронных узлов логарифмирования на входе разностного усилителя 8 получаются сигналы схемы, так как регис р ц так как регистрация осущестv„=-ь к„з„=е (кк„эо)+ о соз—

2с1, 45 вляется фактически по объему прокачи-. ваемой газовой смеси за определенный промежуток нремени, о =tnv, =и(кк vp)+ens3r —, 2d, 1 о 2

На выходе разностного усилителя 8

50 получают сигнал

2*

opQ2 — 2+

U=U-U =(nope — -Pepsin, =En — =26юо - -1 з„.„2

2 где К вЂ” коэффициент поглощения чув- Фотоколориметрический газоаналинты) К вЂ” Koe44HgzeHT, 55 затор, содержащ учитывающий свойство фотоэлементов 5, довательно источник света, ячейку с предусилителей б и усилителей 7 . индикаторной лентой, связанную с меТаким образом, сигнал на выходе ханизмом протяжки ленты, фотоприемниразностного,усилителя 8 не зависит ки и источник опорного сигнала, подот интенсивности(1исходного сигнала и соединенные к схеме сраннения, о тпоглощающих свойств чувствительной l бО л и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью ленты. Угол * зависит от анизотроп- повышения чувствительности, он снабных свойств чувствительной ленты, ко- жен поляризатором, установленным на торые Определяются количеством газо- входе в ячейку с индикаторной лентой, вой компоненты, вступившей в реакцию, а на выходе из ячейки установлено с активным слоем чувствительной лен- 65 устройство для разделения светового

ВЗ 1045

Составитель Н. Ананьева

Редактор Л. утенина Техред Л.Пекарь Корректор екто Г.Огар

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8425/15

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная„ 4 пучка на два потока, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автоматические газоанализаторы..Под ред. В.А.Павленко. Изд-во ЦИНТИ электротехнической промьаштенности и приборостроения, М., 1961, с. 314 °

2. Автоматические газоанализаторы.

Под ред. В.A.Ïàâëåíêî. Изд-во ЦИНТИ электротехнической промьвщенности и приборостроения, М., 1961, с, 315 (прототип).