Газоанализатор Советский патент 1986 года по МПК G01N27/72 G01N29/00 

Изабретение относится к средствам анализа веществ по их магнитным свойствам и может быть использовано при . определении концентрации свободного кислорода в продуктах сгорания.

По основному авт. св. №1157444 известен газоанализатор, содержащий две катушки индуктивности, размещенные на камере с анализируемой смесью выполненной в виде акустического ре- зонатора, сопряженного с акустичес КИМ возбудителем, генератор питания, .два фазочувствительных усилителя, блок подстройки козффициента взаимной связи катушек индуктивности, при- чем к сигнальному входу первого фазо- чувствительного усилителя подключена вторая катушка индуктивности, к его /опорному входу - генератор питания, а к его выходу - блок подстройки коэффициента взаимной связи катушек индуктивности и. сигнальный вход второго усилителя, .о.порный вход которого связан -С возбудителем посредством преобразователя акустических ко- лебаний в электрические, а его выход подключен к регистрирутбщему прибору, катушки индуктивности в ыполнен ы секционированными, а их секции размещены- в пучностях акустической волны 11.

Недостатком известного устройства является его невысокая точность и, как следствие, неудовлетворительная для решения специфических, задач прак тики разрешающая способность измерений . . . .

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что газоанализатор снабжен сопряженной с акустическим возбудителем камерой с зтало.н- ной средой и второй идентичной парой катушек индуктивности, размещенных на ней, а регистрирующий прибор выполнен в виде отсчетного устройства с управляемым аттенюатором, причем одна из катушек индуктивности второй пары подключена к выходной цепи генератора питания, а другая - к аттенюатору, управляемый вход которого соединен с выходом второго фазочувстви- Т1ельного усилителя, а сигнальный . вход - к выходу первого фазочувствительного усилителя.

На чертеже представлена схема га- зоанализатора

Газоанализатор содержит акустический возбудитель 1, сопряженные с

0 5

0

5

0

S

0

ним камеры 2 и 3, выполненные в виде акустических резонаторов, заполняемых анализируемой и эталонной средами соответственно, первую пару индуктивно связанных катушек 4 и 5 индуктивности, секции которых размещены на камере 2 в пучностях акустических колебаний, вторую пару катушек 6 и 7 индуктивности, секции которых размещены иа камере 3 в пучностях акустических колебаний, генератор 8 питания переменного тока, к которому подключены катушки 4 и 6, два фазочувствительных усилителя 9 и 10, опорный вход первого из них подключен к генератору 8 питания переменного тока, а его сигнальный вход связан с катушкой 5 и посредством управляемого аттенюатора 11 отсчетного устройства 12 - с катушкой 7 индуктивности, выход зтого фазочувствитель- ного усилителя подключен к входу блока подстройки коэффиириёнта взаимной связи катушек 13 индуктивности и к сигнальному входу второго фазочувс т- вительного усилителя .10, опорный вход которого связан с акустическим возбудителем 1, а его выход подключен к входу управления управляемого аттенюатора 11..

Устройство работает следующим образом. . ,

При работе акустического возбудителя 1 в камерах 2 и 3, вьшолнениых в виде акустических резонаторов, устанавливаются стоячие акустические колебания. При этом с частотой акустических колебаний наблюдается модуляция плотности и магнитной проницаемости эталонного и анализируемого газов. Максимальная модуляция указанных параметров наблюдается в пучностях акустических колебаний. В местах.

расположения пучностей размещены секции индуктивно связанных катушек 4-7 индуктивности. Изменение во времени магнитной проницаемости среды, находящейся внутри об.ъема секций катушек, приводит к модуляции их коэффициента связи, а, следовательно, и к амплитудной модуляции напряжения, наводимого в секциях катушек 5 и 7. Фазировка секций катушек чередуется в соответствии с изменением фазы акустических колебаний при переходе от пучности к пучности, но противоположна по отношению к фазировке секций на другом резонаторе. Количество секций катушек индуктивности.

размещенных на каждой камере-резонаторе , одинаково и равно четному числу. Это позволяет, во-первых, скомпенсировать несущую в амплитудн6-мо- дyлиpoJвaннoм сигнале на выходе катуй- ки индуктивности, т.е. при отсутствии акустического возбуждения в резонаторах получить нулевое напряжение, наводимое во вторичных катушках 5 и 7, и, во-вторых, реализовать компенса- ционную схему измерения, т.е. в случав возбуждения в резонаторах стоячих акустических волн амплитуда на- пряжения.нав одимого во вторичных ка- тушках,пропорциональна разности кон- центраций кислорода в анализируемой и эталонной газовых смесях.

Поскольку это напряжение подается на сигнальный вход первого из двух каскадно включенных фазочувствитель- ных усилителей, то на выходе второго фа- зочувствительного усилителя 10 вьщеРедактор В. Иванова Заказ 3389/43

Составитель И. Попова Техред Н.Бонкало Корректор Е. Рошко

Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ляется огибающая этого амплитудно- модулированного сигнала. Выходной сигнал второго фазочувствительного усилителя подается в качестве сигнала управле{гия на перестраиваемый аттенюатор с целью компенсации входного сигнала за счет варьирования . коэффициенто м передачи аттенюатора. Следовательно, отсчетн ое устройство может быть отградуировано непосредственно в единицах концентрации кис,- лорода в исследуемой газовой смеси.

Погрешность измерений в этом случае определяется не нестабильностью напряжения генератора переменного тока, глубины модуляции магнитной проницаемости газа, коэффициентов передачи фазочувствительных усилителей, а погрешностями аттенюатора, которые для современных дискретных делителей ниже 0,01%, что позволяет повысить точность газоанализатора на I-2 порядка.