Компенсационный спектральный газоанализатор

 

1. КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий расположенные на ог7тической оси источник излучения, фильтр, газовую кювету , герметично разделенную на рабочую и репернук компенсационную камеры , и приемник излучения, связанный с.измерительной схемой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструк ции , каждая из камер кюветы содержит прозрачный для изл чения оптический клин, клинья жестко связаны между собой и вьтолнены с возможностью перемещения относительно оптической оси газоанализатора, при этом клинья установлены перпендикулярно оптической оси таким образом , что их суммарная толщина грри перемещении остается неизменной. 2.- Газоанализатор по п. 1, отличающий ся тем, что оптии; ческие клинья выполнены в виде дисков , размещенных на одной оси с возможностью поворота вокруг нее.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D. 4 01 N 21/61

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Орос

Фиг. 1,В. питаюе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3272781/18-25 (22) 08. 04 . 81 (46) 15.02.84. Вюл. М 6 (72) М.А.Сухиненко (53) 543.27(088.8) (56) 1. Вечкасов И.С. и др. Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области., М., Химия, 1977, с. 77-78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 148958, кл. Cj 01 и 21/37, 1961 (прототип). (54) (57) 1. КСГ1ПЕНСАЦИОННЬ1Й СПЕКТРАЛЬНЬяг ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий расположенные на оптической оси источHHK излучения, фильтр, газовую кювету, герметично разделенную на рабочую и реперную компенсационную каме„;,BU„„.Ы. À ры, и приемник излучения, связанный с.измерительной схемой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, каждая из камер кюветы содержит прозрачный для излучения оптический клин, клинья жестко связаны между собой и выполнены с воэможностью перемещения относительно оптической оси газоаналиэатора, при этом клинья установлены перпенди; кулярно оптической оси таким образом, что их суммарная толщина гери перемещении остается неизменной.

2. Гаэоаналиэатор по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что оптические клинья выполнены в виде дисков, размещенных на одной оси с возможностью поворота вокруг нее.

1073640

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в част,ности к приборам спектрометрии, и может найти применение при разработке и создании приборов переносного типа периодического действия, например газоанализаторов для контроля выхлопных газов автомобилей на ок ись углерода.

Известны спектральные анализаторы состава веществ, построенные на принципе измерения .уровня поглощения потока лучистой энергии определенного спектра при прохождении его через анализируемую среду (1) .

В таких приборах используется 15 два канала, в одном иэ которых поток лучистой энергии проходит через кювету, заполненную исследуемой пробой, а другой канал измеряемого компонента не содержит и играет роль сравнительного. Оптическая компенсация осуществляется по одному иэ каналов с помощью компенсирующего органа, снабженного приводом, О концентрации измеряемого компонента судят по положению компенсатора при достижении баланса потоков. При этом точность измерения в значительной степени зависит от

cBGfIcTB вещества компенсатора. зо

Наиболее близким к предлагаемому является компенсационный спектральный гаэоаналиэатор, включающий расположенные на оптической оси источник излучения, фильтр, газовую кювету, герметично разделенную на рабочую и реперную компенсационную камеры, и приемник излучения, связанный с измерительной схемой (2) .

УСтройством для обеспечения компенсации.в данном газоанализаторе является регулируемый по высоте сильфон, заполненный анализируемым компонентом.

Основным недостатком газоаналиэатора- является разброс характерис- 45 тик стенок оптического канала как в части их геометрии, так и в части неоднородности коррозии и загрязнений поверхности в разных отсеках кюветы. В связи с этим изменение со- 50 отношения длины рабочей и компенсационной камер кюветы приводит к изменению поглощения потока из.луче,ния стенками оптического канала, не связанному с селективным поглощением этого потока определяемым компонентом.

Применяющаяся для уменьшения влияния такого фактора экранировка канала усложняет конструкцию приборов, но полностью не устраняет указанное явление.

Изменение объема сильфона при регулировке р.ãî длины влечет эа собой необходимость применения специальных устройств, обеспечивающих поддер><ание в нем постоянного давления, либо устройств компенсации его приращения. 14еханиэм привода сильфона с выходом на крупномасштабный индикатор перемеще-.èÿ требует беэлюфтовых передач, что усложняет конструкцию прибора.

Пель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в компенсационном спектральном гаэоанализаторе, содержащем расположенные на оп — è÷-ñ:êîé оси источник излучения, фильтр, газовую кювету, герметично разделенную на рабочую v. реперную компенсационную камеры, и приемник излучения, связанный с измерительной схемой, каждая из камер кюветы содержит прозрачный для излучения оптический клин, клинья жестко связаны между собой и выполнены с возможностью перемещения относительно оптической оси гаэоаналиэатора, при этом клинья установлены перпендикулярно оптической оси таким образом, что их суммарная толщина при перемещении остается неизменной.

Оптические клинья вьполнены в виде дисков, размещенных на одной оси с воэможностью поворота вокруг нее.

На фиг. 1 представлена схема газоанализатора; на фиг. 2 — вариант выполнения оптического клина в виде диска.

Газоаналиэатор содержит источник излучения 1, конденсатор 2, интерференционный фильтр 3, рабочую камеру 4 газовой кюветы, реперную компенсационную камеру 5, прозрачные для излучения оптические клинья, выполненные в виде дисков б, размещенные на одной оси, герметизирующие стекла 7, фотоприемник 8, усилитель 9,, индикатор 10 баланса на сигнальных лампах, герметизирующие уплотнения 11 оси, теплов эолирующее покрытие 12, теплопровсдящий кожух 13, мембрану 14 для выравни" вания давлений и температур в камерах кюветы, стрелку 15 и t калу 16 положения оси.

Газоанализатор работает следующим образом.

Перед измерением стрелку 15 оси поворота дисков б соьмещают с 0 шкалы 16 и, продув кювету чистым воздухом, балансируют электронную измерительную схему моста по сигналь ным лампам индикатора 10 (например, при балансе горит только центральная лампочка). При этом в компенсационной камере 5 газовой кюветы находится максимально возможный слой реперного (такого яе, как и иэмеря1073640

Составитель Л.Сихович

Редактор С. Тимохина Техред А.Ач Корректор. А.Тяско

Заказ 319/41 Тираж 823 " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, F.-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 емый) газа. При заполнении рабочей камеры 4 газовой пробой, при наличии в последней измеряемого компонента, поглощение излучения в оптическом канале устройства возрастает, что приводит к разбалансу измерительной схемы, регистрируемому индикатором

10 баланса (гаснет центральная — загс рается одна из боковых ламп индикатора). Ось с дисками б поворачивается до компенсации разбаланса.

При этом в устройстве происходит имитация разбавления газовой пробы в рабочей камере кюветы.

По углу поворота оси, регулируемому стрелкой 15 на шкале 16, судят 15 о концентрации измеряемого компонента.

Контроль чувствительности устройства осуществляется следующим образом.

После измерения стрелку прибора поворачивают в обе стороны до появления сигналов разбаланса по световому индикатору. Угол поворота стрелки, т.е. число делений по шкале, в которое вписываются границы раэбаланса, достоверно и однозначно характеризует чувствительность прибора, в том числе позволяет судить о потере чувствительности из-эа утечки реперного газа.

Применение предлагаемого устройства позволяет простьм уравниванием давления и температуры в рабочей и компенсационной камерах кюветы обеспечить высокую точность измерений, беэ вспомогательных функциональных блоков и затрат энергии.

Использование двух оптических клиньев, прозрачных для излучения, обусловливает неизменную оптическую плотность замещения и постоянство длины активной части измерительного канала, чем обеспечивается достоверность и точность измерений по углу поворота оси при любой начальной точке отсчета.

Оптический компенсатор с оптическими клиньями в виде дисков позволяет применить механизм отсчета беэ промежуточных передач простейшей конструкции.

Возможность проверки и псдстройки гаэоаналиэатора перед каждой серией или одиночным измерением сводит к минимуму влияние нестабильности элементов оптической и электронной схем и электропитания.