Магнитомеханический компенсационный газоанализатор Советский патент 1985 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для определения концентрации кислорода и других парамагнитных га зов в газовых смесях. Целью изобретения является повышение стабильности магнитомеханичес кого компенсационного газоанализато за счет фиксации нулевого положения ротора и исключения влияния дрейфа фотоприемников при соответствующей коррекции характеристик газоанализатора; позволяющей сохранить высокую чувствительность. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого газоанализа тора; на фиг. 2 - взаимное располож ние его элементов. Газоанаотизатор содержит излучатель 1, конденсор 2, маску 3 С: прямоугольным отверстием, объектив 4, поворотньй ротор 5 с зеркалом 6 и компенсационной обмоткой 7, зеркало 8j две взаимноперпендикулярные щелевые диафрагмы 9, первьм фотопри емник 10, дифференцирующее звено 11 иг тегрирующее звено 12, второй фото приемник 13, магнитную систему 14 с полюсными наконечнисами 15. Конденсор 2 , объектив 4 и зеркало 8 образуют оптическую систему газоанализатора. Фотоприемники 10 и 13 включены . в дифференциальную мостовую схему, в которую помимо указанных фотоприемников входят резисторы 16 и 17 ис точник 18 питания и измерительньй прибор 19. Дифференцирующее звено 11 может быть выполнено, например, в виде параллельно соединенных конденсатора 20 и резистора 21. Интегрирующее звено 12 может быть выт полнено на базе операционного усилителя 22, в схему которого включены также конденсаторы 23 и 24 и резисторы 25-27. Газоанализатор работает следующи образом. Излучатель 1 создает световой поток, который через конденсор 2 I и прямоугольное отверстие маски 3 попадает на объектив 4. Проходя через объектив 4 и отражаясь от зер кал 6 и 8, световой поток формирует в плоскости диафрагм 9 изображение отверстия маски 3. Если границы изображения маски 3 проходят через середины взаимно перпендизсулярных щелей диафрагм 9, то оба фотоприемника 10 и 13 засвечиваются наполовину и измерительная мостовая схема балансируется. При появлении механического возмущения поворотного ротора, а следовательно, и его зеркала 6 от воздействия дополнительной порции кислорода, изображение прямоугольного окна маски 3 смещается вдоль плоскости щелевых диафрагм и вызывает перераспределение освещенности фотоприемников 10 и 13, которые разбалансируют измерительньй мост. Электрический сигнал разбаланса через звенья 11 и 12 поступает на компенсационную обмотку 7 поворотного ротора 5 и стремится возвратить последний в исходное положение. При зтом стабильность нуля газоанализатора обусловлена стабильностью полол ения ротора 5, которая в свою очередь обеспечивается введением диафрагм 9 и звеньев 11 и 12. Так, в рабочем состоянии выходной сигнал фотоприемника 13 изменяется при смещении ротора 5 плавно, а выходной сигнал фотоприемника 10 изменяется скачком, что обеспечивает высокую чувствительность газоанализатора. Следовательно, положение ротора 5 застабилизировано и определяется шириной щели диафрагм 9, расположенной перед фотоприемником 10 при любых изменениях параметров элементов измерительной схемы. Дифференцирующее звено 11 выполняет роль демпфера и вместе с интегрирующим звеном 12 способствует исключению релейного режима. Как показали проведенные зкспери- менты, при изменении сопротивления фотоприемников в диапазоне +50% показания газоанализатора изменяются лишь на 1%. Это позволяет проводить длительные непрерьюные измерения, исключает необходимость коррекции нуля газоанализатора.

МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКИЙ KO ШEHСАЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий магнитную систему с полюсными наконе никами, между которыми размещен ротор с зеркалом и компенсационной обмоткой, излучатель, оптическую систе му с прямоугольной маской и два фотоприемника, включенных в дифференциальную измерительную схему, о т личающийся тем, что, с целью повьшения стабильности нуля газоанализатора, в него введены две щелевых диафрагмы, интегрирующее и дифференцирующее звенья,диафрагмы расположены перед соответствукщими фотощл омниками, причем первая диафрагма размещена поперек, а вторая вдоль фронта лучей оптической системы, а выходы первого и второго фотоприемников соединены с соответствующими вьшодами компенсационной обмотки через интегрирующее и дифференцирующее звенья соответственно.