Оптический газоанализатор Советский патент 1991 года по МПК G01N21/61 

10

15

124672А

Изобретение относится к аналитиескому приборостроенин) и может быть спользовано для контроля выбросов ромьппленных предприятий и автотрансорта в атмосферу, а также для контоля технологических процессов, свяанных с выделением газообразгп 1Х вееств.

Цель изобретения - повышение точости измерений.

На чертеже представлена структурая схема оптического газоанализатоа.

Газоанализатор содержит оптичесую часть 1, включающую источник изучения с отражателем, рабочую и порную кювету, фокусирующую систему, птический фильтр и поворотное зеркао, модулятор 2 с вырезами для форми- ования синхронизирующих импульсов, ормирователь 3 синхронизирующих импульсов, выполненный ввиде П-образного держателя с закрепленными в нем фотодиодом и лампочкой (на чертеже не показаны), расположенными напротив вырезов модулятора, и, установленного с возможностью перемещения по радиусу вращения модулятора, последовательно соединенные приемник 4 излучения, предварительньй усилитель 5, синхронный фильтр 6, основной усилитель 7, синхронный детектор 8 и регистрирующее устройство 9, формиро™ ватель 10 управляющих сигналов, вход которого соединен с выходом формирователя 3 синхронизирующих импульсов, а вьпкод подключен к управляющим входам синхронного фильтра 6 и синхронного детектора 8, а также фазометр I, измеряющий разность фаз сигналов на своих входах, соединенные с выходами предварительного усилителя 5 и форм1 рователя 10 управляющих сигналов, и двигатель 12, подключенный к выходу фазометра 11 и перемещающий механически связанный с ним П-образ- ный держатель по радиусу вращения модулятора 2..

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источ1шка, расположенного в оптической части I оптического .га зоанализатора, разделяется на два потока, которые проходят через рабочую и опорную кюветы, модулируется модулятором 2 и фокусируется на прием1гую площадку приемника 4 излуче- «тя, в котором преобразуется в электрси ус хр до ва че ры ла в си зу ля ча то пр кю

20 фи ва па но

25 по си

си на

30 ще е

хр

35 те ни на си си же ли по к с х

50 у

40

45

55

5

трический ригнал, после чего этот сигнал усиливается предварительными усилителем 5 и поступает на вход син- хронного фильтра 6 и на один из входов фазометра II. Синхронно, с прерыванием потоков излучения. Проходящих через рабочую и опорную кюветы, прерывается поток излучения, иду1ф1Й от лампочки к фотодиоду, расположенному в П-образном держателе формирователя синхронизирующих импульсов 3, в результате Чего на выходе формирователя 3 синхронизирующих импульсов образуется последовательность импульсов, частота повторения которых равна час- тоте модуляций потоков излучения, проходящих через рабочую и опорную кюветы.

С выхода синхронного фильтра от0 фильтрованньй полезный сигнал усиливается основным усилителем 7 и отступает на вход синхронного детектора 8, в котором осуществляется синхронное с управляющим напряжением .двух5 полупериодное выпрямление полезного сигнала.

Постоянное выходное напряжение синхронного детектора 8, пропорциональное концентрации измеряемого ве0 щества в рабоче й кювете, контролируется с помощью регистрирующего устройства 9.

Управляющими напряжениями для син-. хронного фильтра 6 и синхроняаго де5 тектора 8 являются выходные напряжения формирователя Ю управляющих сигналов., предназначенного для создания синхронных и синфазных с выходными сигналами формирователя синхронизирующих импульсов 3 управляющих напряжений с требуемой полярностью и амп- литУдой. Это же выходное напряжение подается на второй вход фазометра It, который измеряет разность фаз прикла- дьшае1иг гх к его входам напряжений и в случае их несовпадения выдает на выходе сигнал рассогласования, являющийся управляющим для двигателя 12, который в зависимости от полярности

50 управляющего сигнала смещает П-образ- ный держатель вдоль вырезов для .формирования синхронизирующих импульсов по радиусу вращения модулятора до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нудда, т.е. выходные сигналы предварительного усилителя 5 и формирователя управляющих сигналов /совпадут по фазе. Таким образом осу-:

0

45

55

3 12467244

ществляется компенсация разности фазличных дестабилизирующих факторов момежду управлякнцим напряжением и по-жет достигать 40-50°. При фазовом

лезным входным сигналом.сдвиге 90° полезный сигнал на захоре

Повьтение точности измерений дос-оптического газоанализатора полнотигается путем увеличения чувстви-s стью исчезает, и при линейной зависительности за счет исключения автома-ьюсти величины полезного от

тического слежения за фазовым сдви-фазового сдвига при среднем возможгом между промодулированным полезнымном значении фазового сдвига, равсигналом и выходным сягнацом формиро-ном приблизительно 45, чувствительвателя управляющих сигналов и его О ностью оптического газоанализатора

компенсация, т.к. разность фаз между.будет в 2 раза выше, чем у газоанали

этими сигналами под воздействием раз- затора без фазовой компенсаций.

Составитель А.Леви

Редактор А.Купрякова Техред О.ГортвайКорректор Е.Рошко

Заказ 2571Тираж 412. Подписное

ВИНИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д, 4/5

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