Инфракрасный газоанализатор

 

ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий источник излучения и установленные по ходу излучения сферические зеркала для разделения излучения на два потока, модулятор, инфракрасные фильтры, сравнительную и измерительную кюветы, устройство синхронизации и приемник излучения, о тличающийся тем, что, с целью упрощения оптической части и уменьшения ее габаритов, модулятор расположен вблизи источника излучения в расходящемся пучке и выполнен в виде установленных на единой оси вращения и сдвинутых на 180° относительно друг друга двух одинаковых лопастей, каждая из которых представляет собой сектор боковой поверхности полого усеченного конуса с углом при вершине 20-55 и дугой основания 180-240 , при этом малые основания конусов, образующихЛОпасти, совмещены , а ось вращения модулятора совпадает с общей высотой конусов и лежит С в одной плоскости с оптическими осяСЛ ми световых потоков перпендикулярно продольной оси оптической части устройства . фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU» 882308

А (59 4 G 01 N 21/35

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ зсгс » -.:::-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и," 1;., Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БРЬЛГ; (21) 2836839/ 18-25 (22) 11. 11. 79 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Институт физики АН БССР (72) В.Г.Верещагин и М.П.Захарич (53) 535.36(088.8) (56) Заявка Франции ¹ 224 1782, кл, G 01 N. 21/00, опублик. 1975.

Патент США ¹ 3696247,кл.G 01 N 34, опублик. 1975.

Заявка ФРГ №2813239, кл. G 01 N 21/00, опублик. 1978. (54) (57) ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий источник излучения и установленные по ходу излучения сферические зеркала для разделения излучения на два потока, модулятор, инфракрасные фильтры, сравнительную и измерительную кюветы, устройство синхронизации и приемник излучения, о тличающийся тем, что, сцелью упрощения оптической части и уменьшения ее габаритов, модулятор расположен вблизи источника излучения в расходящемся пучке и выполнен в виде установленных на единой оси о вращения и сдвинутых на 180 относи.тельно друг друга двух одинаковых лопастей, каждая из которых представляет собой сектор боковой поверхности полого усеченного конуса с углом о при вершине 20-55 и дугой основания о

180-240, при этом малые основания конусов, образующих .лопасти, совмещены, а ось вращения модулятора совпадает с общей высотой конусов и лежит в одной плоскости с оптическими осями световых потоков перпендикулярно продольной оси оптической части устройства.

882308

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при изготовлении спектрофотометров, фильтровых анализаторов и других оптических уст- 5 ройств.

Известен газоанализатор, состоящий из нескольких оптических узлов, каждый из которых содержит источник излучения, приемник и схему, формиру- 10 ющую два световых потока, и общих для всех узлов модулятора и электрон- ной схемы. Модулятор представляет собой диск с секторными прорезями. Недостатками такого газоанализатора яв15 ляется его громоздкость, сложность оптической схемы.

Известен также газоанализатор, состоящий из источника излучения, сферических зеркал, двух кювет, зеркального модулятора, дифракционной решетки и нескольких приемников. Недостатками такого газоанализатора являются сложность оптической схемы, большие габариты.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является газоанализатор, содержащий. источник излучения, систему двух сферических зеркал, формирующую два параллельных световых потока, модулятор в виде сектора диска, установленный на пути распространения указанных световых потоков, инфракрасные фильтры, измерительную и сравнительную параллельные кюветы, устройство синхронизации электронной схемы обработки и приемник излучения.

Основными недостатками известного устройства являются форма и место расположения модулятора, делающие устройство громоздким.

Расположение модулятора на пути распространения параллельных световых потоков обуславливает размер диаметра диска, из которого выполнен сектор модулятора, а именно для обеспечения надежного перекрытия светова-go го потока диаметр этого диска должен быть больше, чем расстояние между крайними точками параллельных световых потоков. Это определяет размеры всего прибора не только в ширину, но и в высоту. КроМе того, крепление модулятора непосредственно на оси мотора увеличивает габариты прибора в длину.

Существенным недостатком известного газоанализатора является наличие устройства синхронизации электронной схемы обработки, требующего дополнительного источника излучения.

Цель изобретения — упрощение оптической части и уменьшение габаритов газоанализатора.

Указанная цель достигается тем, что в газоанализаторе, содержащем источник излучения и установленную по ходу излучения систему сферических зеркал для разделения излучения на два параллельных световых потока, модулятор, инфракрасные фильтры, измерительную и сравнительную кюветы, устройство синхронизации и приемник излучения, модулятор расположен вблизи источника излучения в расходящемся пучке и выполнен в виде установленных на единой оси вращения и сдвинутых о на t80 относительно друг друга двух одинаковых лопастей, представляющих собой каждая сектор боковой поверхности полого усеченного конуса с углом о при вершине 20-55 и дугой основания а

180-240, при этом малые основания конусов, образующих лопасти, совмещены, а ось вращения модулятора совпадает с общей высотой конусов и лежит в одной плоскости с оптическими осями световых потоков перпендикулярно продольной оси оптической части

vcтройства. !

На фиг.1 изображена схема оптической части газоанализатора, на фиг.2 схема модулятора, вид спереди, на фиг.3 — то же, вид сбоку, на фиг.4 то же, общий вид.

Газоанализатор содержит источник излучения 1 (фиг. 1), устройство для разделения светового потока на два, состоящие из двух сферических зеркал 2, инфракрасные фильтры 3, измерительную 4 и сравнительную 5 кюветы, фокусирующие зеркала 6, приемник излучения 7, фотодиоды устройства синхронизации 8 и модулятор 9, расположенный вблизи источника излучения в расходящемся пучке, выполненный в виде установленных на едио ной оси вращения и сдвинутых на 180 относительно друг друга двух одинаковых лопастей 10 (фиг.2,4), представляющих собой каждая сектор боковой поверхности полого усеченного о конуса с углом при вершине 50 и дуО гой основания 220 (фиг.3), при этом

882308 малые основания конусов, образующих лопасти, совмещены, а ось вращения модулятора совпадает с общей высотой конусов и лежит в одной плоскости с оптическими осями потоков перпендикулярно продольной оси оптической части устройства. о

Угол дуги основания 220 выбран для того, чтобы в определенные промежутки времени на приемник не по- 10 падало излучение от источника.Это необходимо для нормальной работы выбранной электронной схемы обработки. В зависимости от принятого способа обработки угол дуги может быть 15

180-240

Для привода модулятора во вращение в устройстве служит мотор 11 (фиг.2), на валу которого установлен шкив 12, соединенный с модулятором 20 пасиком 13.

Газоанализатор работает следующиМ образом.

Излучение от источника 1 при вращении модулятора 9 попеременно по- 25 падает на зеркало 2 устройства для разделения светового потока. При этом формируется два параллельных световых потока, из которых инфракрасные фильтры 3 выделяют нужную спектраль- 3О ную область. Далее излучение попадает в измерительную 4 или сравнительную

5 кювету. Сравнительная кювета наполнена воздухом, а через измерительную кювету прокачивают анализиРуемый газ в сме- З5 си с воздухом. Прошедшее через кюветы излучение с помощью зеркала 6 фокусируется на приемник 7. ОдновременI но излучение от источника 1 попеременно попадает на фотодиоды устройства синхронизации 8. Получаемые от прием-: ника и фотодиодов сигналы поступают в электронную схему обработки, которая вырабатывает сигнал, пропорциональный концентрации исследуемого газа.

Форма модулятора позволила значительно уменьшить его размеры и установить в непосредственной близости около источника излучения, где расходящиеся пучки имеют малые сечения и расположены достаточно близко друг от друга. Это дало возможность при павной с прототипом светосиле и тех же размерах в ширину значительно уменьшить размеры оптической части в высоту. Применяемая форма модулятора позволила также осуществить другой способ привода и расположить мотор перпендикулярно продольной оси оптической части, что уменьшило ее размеры в длину.

Кроме того, размещение модулятора непосредственно около источника излучения дало возможность устранить дополнительный источник в устройстве синхронизации и упростить оптическую схему.

Таким образом, техническое решение позволяет уменьшить значительно габариты газоанализатора, устранить необходимость а дополнительном источни.ке в устройстве синхронизации, что упрощает схему и облегчает ее юстировку, 882308

Редактор Т.Орловская

Техред Л.Олейник

Корректор Н.Король

Заказ 803/2. Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул. Проектная, 4