Абсорбционный газоанализатор

Абсорбционный газоанализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II) 548796

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.75 (21) 2187982/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл. G 01N 21/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.27(088.8) (72) Авторы изобретения Х. И. Агранов, К. А. Биншток, А. О. Салль, В. А. Санкин и Г. Г. Юсупов (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР (54) АБСОРБЦИОННЫй ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к абсорбционному анализу, и может оыть применено в абсороционных анализаторах газовых смесей.

Для модуляции излучения в абсорбционных газоаиализаторах в настоящее время известны и применяются обтюраторы, кромки которы.;, пересекающие излучение, радиальны, т. е. выполнены в виде отрезков прямых, проходящих через центр вращения обтюратора. В газоанализаторах с двумя источниками излучения ось вращения обтюратора обычно расположена по

Оси симметрии устройства, формирующего два потока излучения. Такое расположение обтюратора приводит обычно к уменьшению потоков излучения, попадающих в приемник излучения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является абсорбционный газоанализатор, содержащий один источник излучения, устройство для разделения излучения на рабочий и сравнительный потоки, отражающие рабочую и сравнительную камеры, приемник излучения и обтюратор, ось вращения которого лезкит Вие плоскости симметрии устройства, причем обтюратор имеет криволинейные кромки, пересекающие излучение, благодаря чему перекрывание обоих потоков излучения, исходящих из одного источника, осуществляется идентично. Однако такая конструкция приводит к большой погрешности измерения, если оба потока в поперечном сечении имеют неодинаковое распределение яркости

5 (что практически всегда имеет место), или это распределсние изменяется в процессе измерения неодинаково, что имеет место из-за смещения оптических потоков в плоскости симметрии устройства, разделяющего излучение, вследст10 вие наличия допусков на расположение оптических деталей на плате либо их перемещения при юстировке и в процессе измерения, что приводит к увеличеншо погрешности абсорбционного анализа.

15 Целью изобретения является уменьшение погрешности абсорбционного газоанализатора, Указанная цель достигается тем, что обтюратор выполнен в виде двух одинаковых, лежащих в параллельных плоскостях, укреплен20 ных иа одной оси вращения и смещенных друг относительно друга на 180 лопастей, кромки которых, пересекающие излучение, образованы отрезками прямых, касательных к окружности с центром на оси вращения и радиусом, 25 равным расстоянию от оси вращения до плоскости симметрии устройства, разделяющего излучение, и расположен перед окнами приемника излучения так, что его ось вращения перпендикулярна оси симметрии устройства для

30 разделения излучения.

548796

03

На фиг. 1 изображен оптический блок предлагаемого газоанализатора, вид сбоку; на фиг, 2 — предлагаемый газоанализатор (оптический блок изображен в плане).

Газоанализатор имеет источник излучения 1, устройство 2, разделя|ощее излучение на рабочий и сравнительный потоки, выполненное в виде двух отражающих неполных эллипсоидов вращения, в общем фокусе которых располо>кен источник 1, а отражения других фокусов располо>кены вблизи приемника излучения в точках Fl и F ., отражающие рабочую 3 и сравнительную компенсирующую 4 камеры, заполненные соответственно анализируемым и эталонным газами, последняя с целью изменения толщины слоя газа снабжена перемещаемым отражающим штоком 5 (смещенное положение отражающей поверхности штока показано на фиг. 2 штриховой линией); нулевую диафрагму б грубой регулировки и нулевую заслонку

7 точной регулировки оптических потоков, oIIтико-акустический приемник излучения 8, усилитель 9, реверсивный двигатель 10, обтюратор 11, состоящий из двух одинаковых лежащих в параллельных плоскостях, укрепленных на одной оси О и смещенных на 180 друг относительно друга лопастей 12, кромки 13 которых, пересекающие излучение, выполнены в виде отрезков прямых, касательных к окружности с центром на оси О обтюратора 11 и радиусом, равным расстоянию от этой оси до плоскости симметрии SS устройства, разделяющего излучение. Привод вращения обтюратора не показан.

Реверсивный двигатель 10 соединен механически с подвижным штоком 5 компенсирующей камеры и электрически с усилителем 9 и приемником излучения 8 и является исполнительным двигателем следящей системы, автоматически перемещающим шток 5 при возникновении сигнала в приемнике излучения 8. Измерение производится компенсационным методом, причем нуль-индикатором служит приемник излучения.

Анализатор работает следующим образом.

Излучение от источника 1 устройством 2 разделяется на два потока и направляется на отражающие поверхности рабочей 3 и компенсирующей 4 камер, от которых отражается в оптико-акустический приемник излучения 8.

Перед приемником излучения потоки попеременно перекрываются лопастями 12 обтюратора 11. Разность сравниваемых потоков преобразуется приемником излучения в переменное напряжение, которое усиливается усилителем

9 и подается на реверсивный двигатель 10. С помощью этого двигателя подвижный шток 5 компенсирующей камеры автоматически перемещается настолько, что потоки, прошедшие соответственно рабочую и компенсирующую камеры, поддерживаются равными и сигнал

15 0

35 от приемника излучения равен нулю (в дону стимом приближении). Б зави Ilìîñòn от величины перемещения штока 5 производится ollределепие концентрации определяемого компонента в анализируемом газе.

При отсутствии в анализируемом газе определяемого компонента потоки излучения при помощи диафрагмы б и заслонки 7 уравниваются так, чтобы сигнал от приемника излучения равнялся нулю при поло>кении штока 5, соответствующем нулевой отметке шкалы.

Для осуществления этого необходимо, чтобы кромки обеих лопастей обтюратора пересекали оси обоих оптических потоков в точках Г, и Fz, где сфокусировано излучение одновременно. При этом, когда закрывается один поток, открывается другой, и суммарный поток излучения, поступающий в приемник, остается постоянным, вследствие чего сигнал от приемника равен нулю. При перемещении штока 5 (см. фиг. 2) ось сравнительного потока смещается из точки F в точку F q. Благодаря предлагаемой форме кромок обтюратора и в этом случае оси потоков пересекаются одновре менно. При использовании же известной формы кромок — радиальной пли криволинейной— оси потоков будут пересекаться неодновременно и между сравниваемыми сигналами появится сдвиг фаз. При этом возрастет остаточный сигнал, увеличивающий погрешность измерения. Аналогичным образом в предлагаемом газоанализаторе уменьшается погрешность измерения, возникающая из-за смещения оптических потоков в плоскости симметрии SS в результате перемещения диафрагмы б и заслонки 7 либо неточной установки оптических деталей на плате.

Формула изобретения

Абсорбционпый газоанализатор, содержащий по крайней мере один источник излучения, устройство для разделения излучения на рабочий и сравнительный потоки, отражающие рабочую и сравнительную камеры, приемник излучения и обтюратор, ось вращения которого лежит вне плоскости симметрии устройства для разделения излучения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, обтюратор выполнен в виде двух одинаковых, лежащих в параллельных плоскостях, укрепленных на одной оси вращения и смещенных друг относительно друга на 180 лопастей, кромки которых, пересекающие излучение, образованы отрезками прямых, касательных к окружности с центром на оси вращения и радиусом, равным расстоянию от оси вращения до плоскости симметрии устройства для разделения излучения, и расположен перед окнами приемника излучения так, что его ось вращения перпендикулярна оси симметрии устройства для разделения излучения.

548796

Рыг. t тг

Составитель С. Соколова

Редактор В. Левятов

Техред А. Камышникова

Корректоры Н. Аук и T. Добровольская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 428/1 Изд. № 241 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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