Газоанализатор Советский патент 1983 года по МПК G01N21/61 

(54) ГАЗОАНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к оптическим дифференциальным газоанализаторам и может быть использовано в металлургической, химической, нефтеперерабатывающей прсяиышленности, а также для анализа окружающей среды к выхлопных газов автомобильных двигателей.

Известен газоанализатор, содержащий рабочий и сравнительный каналы, источники излучения, электрический репер, модулятор потоков излучения, фильтровые, сравнительную и рабочую камеры, механическую . нулевую заслонку с приводом, селективный тфиемник излучения и вторичные приборы.

В описанном газоанализаторе проверку контрольной точки щкалы осуществляют путем подключения параллельно нити излучателя рабочего канала резистора необходимой величины, продувая при этом рабочую камеру нулевым газом, например чистым азотом 11

Основным недостатком датшого газоанализатора является то, что конструкция

его электрического репера, состоящего из резистора, подключаемого в момент проверки контрольной точки шкалы параллельно нити накала излучателя, посылающего инфракрасный поток в рабочий оптический канал, не обеспечивает проверку контрольной точки шкалы газоанализаторов, построенных по дифференииапьной оптической схеме с одним источником излучения. Кроме того, описанный репер

10 обладает низким быстродействием, так как нить накала излучателя после подключения и отключения резистора требует времени на восстановление ее свечения, а это ведет к дополнительному расходу

15 дорогостоящего нулевого газа, которым продувается рабочая камера в момент проверки нуля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является газоана20лизатор, содержащий рабочий и сравнительный каналы, источник излучения с двумя излучающими поверхностями, раздваивающую npuaNty, расположештую со стот;о: ы одной из излучающих поверхностей источ1шка, отражаютцие. зеркала, наггравляюпгие потоки излучения в рабочий 1.1 сряптттстшный каналы, модулятор иэ.плклт-.я, рабочую и сравнительную камер мехаипескзто заслонку, периодически ВЕ« дамую п рабочий канал, приемник излуче :iniM связанные с ним вторичш ю прибоВ гсжостном газоанализаторе проверку зсощ-рольной точки шкалы газоанализа торп Осуществляют путем перекрытия в момент проверки части тшощаяи сечения оптического окна рабочего канала, прм этом реперная заслонка вводится в ка- нал с помощью электромагнитного привода, а настройку положения ренерной за&1О7Ш-И на соответствие проверяемой точ- троизводят с номощью регулировочного винта с резьбой на котором креяктся заслонка 2 J . Ос-озкыл недостатком газоанализатора ЯЕГллеГСЯ 1П1зкая точность воспроиз- вецешгя полсження реперной мехаз-вгческо заспош ;и из - за ее неизбежных етофзюво ;)-,iQ ,-j -AVjrgaf-p нестабильность исг;екрывае . -v-;;.-- лгфракрасного потодз и ,Lim-yic с эткм дополнительную погрэш- кость, появляющуюся от проверка к про веска. Введение в работяи канал реперной i -ccnoHiai для проверит, кошрольной ОЧКИ шкаль газоанализатора создает ме :.ашпес1-шй перекос рабочего и сравнительного при проверке, в резуль- ;.с --его в момент проверка ;7Г;зачивают cf: част;гчно кга полностт ю свойства взаViVvJHoft ксмттексация ЕЛИЯШШ кз генення /.(остабпяизируюишх факторов, например кзмэнезше темлературы окружающей среды, ее состава и т. д,, что.сшскает точ- ;г:-пть проверки. Целью нзобрете1етя является иовыше™ инс ТО--1НОСТН проверки контр cjobjioft точки шкашу газоаналЕзатора Поставленная цель доепп ается тем, что газоанализатор, содержащий рабочий и сравнительный каналы, источник излучения с двумя изпучаюжш-ли поверхностями, раздваивающую призму, расположенHjac со стороны одной из излучающих поверхностей HCTOtrffliKa, о гражадащие зеркала, направляющие потоки излучения в ра бошй н сравнительный каналы, модулятор из,ггучения, рабочую и сравнительную камеры, механическур заатонку, периодически вводимую в рабочий канал, прием1ШК излучения к связанные с ним вторич 1гые приборы, дополнительно содержтгг эталонную призму, установлешгую со стороны другой излучающей поверхности источника, при этом эталонная призма расположена относительно излучающей поверхности Источника излучения на расстоянии, обеспечивающем раздельность эталонного потока с потоком, посылаемым раздваивающей призмой в рабочий канал, а механическая заслонка расположена между эталонной призмой и отражающим зеркалом рабочего канала. На чертеже изображена схема газоанализатора. Устройство содержит источник 1 излучения с двумя изггучающими поверхностями, раздваивающую призму 2, расположенную со стороны одной из излучающих поверхностей источника 1 излучегшя и служащую для формирования сравнительного Ф и рабочего ф-, потоков, а так же дня балансировки потоков рабочего и сравнительного каналов при установке нулевых показаний, устройство 3 для перемещения раздваивающей призмы 2 Б сторону рабочего или сравнительного каналов, эталонную призму 4, установленную со стороны другой излучающей поверхности источника и служащую для формиро вания этало1шого потока ф величина которого определяется положением эталога1ой призмы 4 и устанавливается при выпуске газоанализатора из производства в зависимости от проверяемой контрольной точки щкалы, отражающее зеркало 5, направляющее поток ф в сравнительный канал, отражающее зеркало б, направляющее потоки Ф2. и рабочий канал, сравни:тельную 7 и рабочую 8 камеры, модулятор 9, выполненный в виде обтюратора, привод 10, вращающий модулятор, о-лективный приемник 11 инфракрасного :з,гг/чезшя, усилитель 12, измерительный прибор 13, механическую заслонку 14, хтредназначенную для перекрытия эталонного потока ф, (площадь заслонки выбирается при конструировании болыией пло.хцадн сечения перекрываемого эталонного потока ф.э), электромагнитный привод 15, С71;,жа1ций для перемещения и фиксадии положения заслонки в момент проверки контрольной точки шкалы газоанализатора. Газоанализатор работает следующим образом. Три потока излучения (сравнительный Ф , рабочий Ф , эталонный ф-,), формируемые ИСТОЧ1ШКОМ излучения 1, раздва ивающей призмой 2 и эталонной призмой 4, направляются отражающими зеркалами 5 и 6 соответственно в сравнительный и рабочий оптические каналы, при этом потоки ф и ( ф,2. + Фз ) проходя параллельными пучками соответственно сравнительную 7 и рабочую 8 камеры. Выйдя из сравнительной 7 и рабочей 8 камер, они модулируются с заданной час тотой модулятором 9 и попадают в лучеприемные камеры приемника 11 излучения. В случае неравенства суммы потоков ( 2. Ф-) и потока ф электрический сигнал с приемника 11 излучения поступает на усилитель 12 и с усияител на измерительный прибор 13. Установку нулевых показаний осущест ляют путем перераспределения потоков ф и ф между сравнительным и рабочим каналами перемещением раздваивающей призмы 2 в Сторону сравнительного или рабочего каналов. При проверке контрольной точки шкалы газоанализатора механическая заслон ка 14, связанная с электромагнитным приводом 15, совершает поступательное движение и полностью перекрывает эталонный поток излучения ф,2. В результат полного перекрытия эталонного потока возникает контрольный сигнал, вызывающий во время пргверки отклонения стрел ки измерительного прибора 13. Фиксирую показания измерительного прибора и регистрируют относительное изменение пок заний измерительного прибора с момента выпуска газоанализатора из производства Использование предлагаемого газоанализатора существенно повыщает точность проверки контрольной точки щкалы i3a счет исключения влияния люфтов меЦинической заслонки на показания газоанализатора, что обеспечивается возможностью полностью с запасом перекрыть эталонный поток в момент проверки. Рас положение 1заслонки между эталонной призмой и отражающим зеркалом ( в начале пути эталонного потока) исключает необходимость перекрывать часть площади сечения рабочего канала, а следовательно, механический перекос рабочего и сравнительного каналов, что позволяет исключить дополнительную погрешность при воздейств-ци дистабилизирующих факторов, например изменения температуры окружающей средь И ее состава и других факторов. Кроме того, использова1П1е предлагаемого устройства сокращает затраты на- процесс проверки, обеспечивая возможность ее проведения без применения контрольной газовой смеси. Формула изобретения Газоанализатор, содержащий рабочий и сравнительный каналы, источник излучения с двутч1я излучающими поверхностями, раздваивающую призму, расположенную со стороны одной из излучающих поверхностей источника, отражающие зеркала, направляющие потоки излучения Б рабочий и сравнительный кайалы, vioдулятор излучения, рабочую и сравнительную камеры, механическую заслонку, периодически вводимую в рабочий канал, приемник излучения и связанные с нтм вторичные приборы, отличающий - с я тем, что, с целью ловышения точности проверки контрольной точки щкалы газоанализатора, он дополнительно содержит эталонную призму, установленную со стороны другой излучающей поверхности источника, при этом эталонная призма расположена относительно излучающей поверхности источника излучения на раостоянии, обеспечивающем раздельность эталонного потока с потоком, посылаемым раздваивающей призмой в рабочий канал, а механическая заслонка расположена между эталонной призмой и отражающим зеркалом рабочего канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Газоанализатор ГИАМ-б, Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 2.Газоанаттзатор URAS- 2Т. Проспект - описание фирмы HoitrnaUM Brauyi, ФРГ (прототип).