Корреляционный анализатор газа Советский патент 1985 года по МПК G01N21/61 

Изобретение относится к оптичес кому приборостроению и может быть пользовано при создании газоанализ торов, обладающих большой селектив ностью. Цель изобретения - повышение то ности и воспроизводимости.результатов измерений, увеличение срока службы устройства. На фиг. 1 изображена схема корр ляционного анализатора газа; на фиг.2 - кривые зависимости пропуска ния от длины.волны интерференционно го светофильтра, анализируемого газа, интерферометра Фабри-Перо, а также эпюры сигналов, поступающих с опорного генератора и ФЭУ. Корреляционный сигнализатор газов содержит бленду 1, светофильтр 2, интерферометр Фабри-Перо, зеркал 3 которого установлено неподвижно, а зеркало 4 - на пьезокерамике 5, подключенной через фазовращатель 6 к генератору 7 опорного сигнала, линзу 8, в фокусе которой установлена диафрагма 9 и рассеивающая пластина 10, фотоприемник (ФЭУ) 11 селективный (резонансный) усилитель 12, детектор 13, основной усилитель 14, индикатор 15, усилитель 16, синхронный детектор 17 и усилитель 18 постоянного тока. На фиг. 2 показаны кривые 19-2 зависимости пропускания от длины волны интерференционного светофильт ра, анализируемого газа (SO) и интерферометра Фабри-Перо соответственно и эпюры сигналов 22 и 23, поступающих с опорного генератора и ФЭУ соответственно. Корреляционньй анализатор газа работает следующим образом. Рассеянное солнечное излучение проходит через объем, содержащий . анализируемый газ, и приобретает характерную спектральную структуру в области 300 нм за счет наличия интенсивных линий поглощения SOg. Далее излучение поступает в анализатор через бленду 1, предотвращающую попадание прямого солнечного излучения, проходит интерференционньй светофильтр 2,который выделяет рабочую область спектра анализатора 298 - 304 нм и попадает на интерферометр Фабри-Перо, образованный зеркалами 3 и 4. Толщину интерферометра выбирают из условия совпаде45ния периода структуры 50 ( Л-,. ) и i JU области дисперсии интерферометра (&;.) : d 1/2й, В данном случае структура полос пропускания SOg и интерферометра полностью совпадают (фиг.2, кривые 20 и 21). Для получения на выходе интерферометра промодулированного светового потока зеркало 4 установлено на пьезокерамике 5, на которую подается управляющее напряжение звуковой частоты ( Гц) от опорного генератора 7 через фазовращатель 6. При этом частотное положение интерференционных максимумов периодически колеблется с той же частотой относительно своего среднего положения, совпадающего с положением полос пропускания в спектре SOg, что вызывает амплитудную модуляцию светового потока, прошедшего через интерферометр на удвоенной частоте, причем амплитуда промодулированного светового потока пропорциональна интенсивности полос поглощения S02 т.е. концентрации 80 в исследуемом объеме. Для получения максимальной глубины амплитудной модуляции при той же концентрации SO необходимо, чтобы частотное смещение интерференционных максимумов соответствовало изменению порядка интерференции,.т.е. в крайних точках этого смещения частотное положение т-го интерференционного максимума занимало, например, (т-1)-й максимум. Последнее выполняется, если разность хода интерферирующих лучей изменится на величину, равную длине волны 7 этих лучей, т.е. Д -ь f,, - (71-0Л 7k . Поскольку Л 2сЗ, то толщина интерферометра долж- ; на измениться на (/2. Для этого амплитуда сигнала опорного генератора 7 должна иметь величину и 2 где об - коэффициент линейного расширения управляющего элемента интерферометра под действием прилагаемого напряжения. Промодулированный таким образом световой поток фокусируется линзой 8 на диафрагму 9, определяющую угловое поле анализатора. Рассеивающая пластина 10, размещенная за диафрагмой, рассеивает равномерно сфокусированное излучение на фотокатод ФЭУ 11. Сигнал, снимаемый с ФЭУ, поступает на резонансный усилитель

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР ГАЗА, содержащий расположенные последовательно на оптической оси светофильтр, выделяющий рабочую область спектра, маску, фокусирующую оптику и фотоприемник, связанный с системой обработки и регистрации сигнала, включающей селективные блоки, о тличающийся тем, что, с целью повьшения очности и воспроизводимости результатов измерений, увеличения срока службы устройства, он дополнительно содержит фазовращатель, генератор опорного сигнала с частотой 1