Пневматический приемник излучения
Патент 602834
Авторы
Классы МПК
Пневматический приемник излучения
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ
Сеез Сфеетсюа
Соцмалмстмцеаюа
Реслублми (31) 602834
К АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид.ву— (22) Заявлеио02.02.76 (21) 2320006/18-25 с присоединением заявки №вЂ”
2 (51) М. Кл.
Ст 01 К 21/34 (23) Приоритет— (43) Опубликоваио15.04.78.Бюллетень № 14
Гасударственный комитет
Сваата Мнниатрав СССР ае девам изобретений н аткрытнй (53) УДК 543.422 (088.8) (45) Дата опубликования описания 27,08.78 (72) Автор изобретения
A. О. Cannb. (73) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ
Изобретение относится к технике инфракрасного (оптико-акустического) анализа смесей веществ, в частности к устройству, используемому в анализаторах пневматических (оптико-акустических) приемников излуче5 ния, принпип действия которых основан на возбуждении акустических колебаний давления в газе лучеприемной камеры приемника под действием поглощаемого газом модулированного потока излучения (разности потоков) и измерении амплитуды этих колебаний.
Известен пневматический приемник инфракрасного излучения, содержащий две лучеприемные камеры и микрофон, воспринимающий разность переменных давлений, которые возникают в камерах под действием поглощаемых газом модулированных потоков излучения, один из которых пропускается через анализируемую газовую смесь (1) . йц
Однако приборы, в которых используются такие приемники характеризуются сложностью . электромеханических узлов компенсапии и недостаточной надежностью, Наиболее близким к изобретению техническим решением являет-2а ся приемник излучения, содержащий лучеприемную камеру, резистор-нагреватель и микрофон (21 . Этот известный пневматический приемник имеет большую погрешность. иэ-за недостаточной чувствительности. Малая чувствительность объясняется тем, что резистор-нагреватель имеет теплоемкость большую, чем теплоемкость окружающего его газа в лучеприемной камере, и поэтому значительная част тепла, поглощенного газом излучения, расходуется на нагрев резистора, а не газа. Кроме того, в известном приемнике, наряду с полезным сигналом, обусловленным селективным поглощением излучения газом лучеприемной камеры, наблюдается также балластный сигнал, вызванный неселективным поглощением излучения проволокой резистора-нагревателя.
Вследствие этого приемник недостаточно селективен, что, в свою очередь, также является источником его погрешности. Действительно, недостаточная селективность приемника приводит к уменьшению отношения газового сигнала к сигналу полного потока, а это в свою очередь, приводит к увеличе60 83 < где нию погрешности газоаналиэат )p8, в котором используетса такой приемник.
Целью изобретения является повышение точности. В предложенном приемнике излучения это достигается тем, что он содержит дополнительную камеру, связанную с основной через микрофон, причем резисторнагреватель расположен внутри дополнительной камеры.
На чертеже показан предложенный прием- )p ник, разрез.
Он содержит окно 1, коническая боковая поверхность 2 которого металлиэнрована и является зеркалом, фокусируюшим излучение в лучеприемную камеру 3. Возникаю- д шие в последней при поглощении излучения акустические колебания воспринимаются ми крофоном и преобразуются в электрический сигнал, Внутри замикрофонной полости
5 размещен пленочный резистор-нагреватель 20
6 обратной связи. Изолятор 7 служит для крепления выводов от микрофона 4 и резистора-нагревателя 6. Экран 8 предохраняет от попадания в лучеприемную камеру того излучения, которое ухудшило бы селектив- QS ность прйемника (например, вследствие поглощения излучения микрофоном).
Радиус экрана рационально выбирать равным радиусу основания цилиндрической лучеприемной камеры, имеющей вы- 30 соту
Направляемый в приемник луч распространяется по ломаной А 6 5 Г проходящей через слой газа в лучеприемной камер, где частично поглощается излучение. 35
В предложенном приемнике параметры лучеприемной камеры оптимизированы в соответствии с условием „= 1,0 0,5, (1)
V — объем лучепрнемной камеры;
Ь вЂ” внутренняя поверхность камеры;
8 — глубина проникновения температурных колебаний в газе, равная
jt (2)
Ч
Сде А — коэффициент теплопроводности газа;
С -теплоемкость единицы объема газа; — частота модуляции излучения.
Пневматические приемники предназначены для применения,в инфракрасных газоанализаторах. При изменении состава анали, зируемой смеси изменяется амплитуда пульсации температуры в лучеприемной камере.
Размещение резистора-нагревателя в дополнительной камере дает возможность вместо проволочного реэис..ора применять пленошый, более надежный и поэволяюший достигать меньшей погрешности. Объясняется это тем, что резистор, выполненный из тонкой манганиновой проволоки в виде натянутых нитей, менее прочен и быстрее изменяет свои характеристики, что приводит к появлению погрешности, чем пленочный резистор иэ металличесхого сплава, нанесенного на поверхность керамики или иного изоляционного материала. Кроме того, размещение резистора-.нагревателя обратной связи вне лучеприемной камеры и выполнение его пленочным позволяет оптимальным образом согласовывать сопротивление резистора с выходным сопротивлением электрической схемы, соединенной с резистором. При этом не только увеличивается чувствительность, но и уменьшается погрешность измерения.
Применение предложенного приемника в оптико-акустических газоанализаторах общепромышленного назначения позволяет настолько снизить влияние собственных электрических помех приемника и соответственно этому уменьшить погрешность измерения, что на выходе приемника становится заметным флуктуационный случайный шумовой сигнал, возникающий в оптическом блоке газоанализатора. Шум обусловлен хаотическими колебаниями воспринимаемого приемником суммарного излучения (эти колебании существуют независимо от модуляции излучения вращающимся обтюратором). Причин возникновения этого "оптического шума", который не дает возможности осуществлять дальнейшее уменьшение погрешности, несколько: колебания напряжения питания источника излучения, флуктуации интенсивности конвективного теплообмена источника излучения с окружающим воздухом и др. Уменьшение влияния оптических помех в предложенном приемнике излучения достигается за счет сужения полосы пропускания приемника излучения при выборе параметров лучеприемной камеры (ее размеров) по условию (1).
Формула изобретения
Пневматический приемник излучения, со» держащий лучеприемную камеру, резистор— нагреватель и микрофон, о т л и ч а ю ш и й. с я тем, что, с целью повышения точности, 1он содержит дополнительную камеру, связанную с основной через микрофон, причем резистор-нагреватель расположен внутри дополнительной камеры.
Источнйки информации, принятые во вниМание при экспертизе:
1. Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М., Энергия» 1970> с. 226 и 23Д.
2, Авторское свидетельство СССР
¹ 224488333300, кл. Cj 01 И 21/34, 1969.
602834
Заказ 1839/39 Тираж 1112 Подписное
ЦНИИПИ Государственно о комитета Совета Министров по делам изобретений и открытий
11303,5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
СССР
Филиал ППП "Патент„г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель С. Соколова
Редактор Л. Тюрина Техред H. Андрейчук Корректор E. Папи