Корреляционный газоанализатор

 

Изобретение может быть использовано для селективного анализа многокомпонентных газовых смесей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа измеряемых компонент, упрощение прибора и уменьшение погрешности измерений. Корреляционный газоанализатор содержит оптическую систему, дисперсионный элемент, диск с прорезями, обеспечивающий последовательную временную развертку рабочей области спектра при вращении, фотоприемник и схему регистрации, содержащую резонансный усилитель с частотой, определяемой конструкцией диска и структурой спектра поглощения F<SB POS="POST">рез</SB>=Δλ/δλ<SP POS="POST">.</SP>N<SP POS="POST">.</SP>K, где Δλ - спектральный диапазон развертки, δλ - период структуры рабочего участка спектра поглощения, N - скорость вращения диска, к - количество разверток спектра за один оборот диска. Переход от измерения одного газа к другому осуществляется перестройкой резонансной частоты усилителя, что существенно упрощает прибор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ GQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д511 4 С 01 N 21/61

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3864818/24-25 (22) 11.03 ° 85 (46) 30.10.89, Бюл. М 40 (71) Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники (72) В,Л. Голдовский, В.И. Стецович и Л.IO. Заяц (53) 535 ° 27 (088.8) (56) Haulet R., at al, Teledetection

des polluants g eux de 1 atmosphere-Ball. inform. sci et techn, 1978, 230/231, р. 59.

2. Кау R.Â., Absorption Spectre

Apparatus using optical correlation

for the detection of trace amounts, 1967, М 6, Р 4, р. 776-777 ° Ot SO

appl. 0pt. (54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ГАЗОЛНЛЛИЗАТОР (57) И зобретение может быть использовано для селективного анализа многокомпонентных газовых смесей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании газоанализаторов, обладающих большой селективностью.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа измеряемых компонент, упрощение прибора и уменьшение погрешности измерений.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого корреляционного газоанализа„„SU„„1518732 A 1 личения числа измеряемых компонент, упрощение прибора и уменьшение погрешности измерений. Корреляционный гаэоанализатор содержит оптическую систему, дисперсионный элемент, диск с прорезями, обеспечивающий последовательную временную развертку рабочей области спектра при вращении, фотоприемник и схему регисТрации, содержащую резонансный усилитель с частотой, определяемой конструкцией диска и структурой спектра поглощения д1 — — N -k, где д — спектральный диапазон развертки, с 3 — период структуры рабочего участка спектра поглощения; N — скорость вращения диска; k — количество разверток спектра за один оборот диска. Переход от измерения одного газа к другому осуществляется перестройкой резонансной частоты усилителя, что существенно упрощает прибор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. тора, на фиг.2 — вариант исполнения диска. Газоанализатор состоит из оптической системы, включающей бленду

1, конденсатор 2 и входную щель 3, дисперсионного элемента 4, диска 5 с прорезями, электродвигателя 6, фотоприемника 7, предварительного усилителя 8, резонансного усилителя 9, усилителя 10 постоянного тока, блока

11 приведения сигналов и схемы 12 регистрации.

3 15! 8732

Прорезь 13 диска 5 (фиг. 2) может иметь форму спирали Архимеда,а также участки спектров поглощения NH э — 14 и SO — 15 в области спектра 200215 нм, имеющие характерную периодическую структуру с д Л = 1,6 нм для

SO>, с Л = 3,8 нм для NH з

Газоаналиэатор работает следующим образом.

Излучение от источника света про- 10 ходит через объем с исследуемым газом и его спектр приобретает характерную периодическую структуру. Бленда 1 предотвращает попадание прямого солнечного излучения. Излучение фокусируется конденсатором 2 на входную щель 3 полихроматора на основе дисперсионного элемента. 4. Разложенное в спектр излучение попадает на диск

5, который при вращении осуществляет последовательную развертку анализируемого участка спектра и Л на фотоприемнике 7. Сигнал с фотоприемника поступает на предварительный усилитель 8 и затем разделяется на два ка- 25 нала. В первом канале сигнал поступает на усилитель 10, а затем на первый вход блока 11. Во втором канале сигнал поступает на резонансный усилитель 9, резонансная частота которого 30 определяется конструкцией диска и структурой спектра исследуемого газа.

Так, если диск разворачивает участок спектра шириной л й,а период структуры спектра исследуемого газа д"Л то при скорости вращения диска

N об/с в спектре сигнала с фотоприемника можно выделить составляющую с дЛ частотой f = — N, амплитуда котор э рЛ 40 рой будет пропорциональна концентрации исследуемого газа. Если за один оборот диска осуществляется К раэверток спектра, то резонансная частота увеличивается соответственно в К раз.

Сигнал с выхода резонансного усилителя поступает на второй вход блока

11, в котором величина переменной составляющей регистрируемого сигнала нормируется на величину постоянной составляющей, что необходимо для учета изменений светового потока, не связанных с поглощением в исследуемом газе, а затем поступает на схему 12 регистрации, обеспечивающую индикацию показаний в единицах концентрации газа °

Газоанализатор обеспечивает высокую селективность измерений концентра ций газов, обладающих характерной периодической структурой спектра поглощения. Причем переход от измерения одного rasa к другому не требует смены щелевого диска (маски), как в других корреляционных газоанализаторах,а переюстировка прибора сводится лишь к перестройке резонансной частоты усилителя 9 и совмещению рабочего участка спектра с диском 5 с помощью дисперсного элемента 4. В газоанализаторе снижены требования к точности изготовления щелевого диска,что в совокупности с упрощением конструкции и юстировки уменьшает погрешность измерений и увеличивает их воспроизводимость.

Формула изобретения

1. Корреляционный газоанализатор, содержащий расположенные последовательно оптическую систему, дисперсионный элемент, коррелятор, фотоприемник, усилитель и схему регистрации, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет увеличения числа измеряемых компонент, упрощения прибора и уменьшения погрешности измерений, коррелятор выполнен в виде диска с прорезями и усилителя, причем щелевой диск установлен перед фотоприемником, а прорези имеют форму, обеспечивающую последовательную временную развертку рабочей области спектра на фотоприемнике, а в качестве укаэанного усилителя использован резонансный усилитель с частотой дЛ

= — Nk

Реэ,рЛ где д Л вЂ” спектральный диапазон разверткики, УЛ вЂ” период структуры рабочего участка спектра, N — скорость вращения диска, k — количество разверток спектра эа один оборот диска.

2. Газоаналиэатор по п.1, о т- л ич а ю шийся тем, что прорезь на диске имеет форму спирали Архимеда.

1518732

Zgg 220 g,НН

180 фис. 2

Составитель О. Голубев

Техред Л.Сердюкова Корректор О. Ципле

Редактор И. Середа

Заказ 6601/49 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101