Абсорбционный газоанализатор Советский патент 1986 года по МПК G01N21/61 

ISD ел to tc Изобретение относится к газовому анализу оптическими методами и может быть использовано в аналитических приборах для контроля окружающей среды. Известен фотометр, который содержит источник излучения, измерительную и сравнительную кюветы, устройство разделения светового потока, состоящее из двух плоских зеркал, установленных параллельно, и обтюратора, расположенного наклонно к оптической оси источника излучения, содержащего лопасти с зеркальными поверхностями, и приемник излучения 1j, Недостаток этого устройства - невозможность анализа многокомпонентных смесей без изменения оцтич еской схемы прибора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является абсорб ционный газоанализатор, содержащий источник излучения, модулятор потока излучения, расположенный на оптической оси источника излучения, сравнительный и измерительные оптические каналы, включающие сравнительную и измерительные кюветы с фильтрами, приемник излучения, оптически связан ный с указанными кюветами, и регистрирующий прибор (2. Известное устройство имеет возмож ность анализа многокомпонентных: смесей, однако низкая энергетическая плотность светового потока за счет разделения его на сравнительный и из мерительный каналы снижает его чувствительность. Кроме того, наличие большого числа приемников излучения, устанавливаемых в каждом оптическом канале, обуславливает низкую точность измерений , Цель изобретение - повышение точности и чувствительности измерений. Поставленная цель достигается тем ЧТО в абсорбционном газоанализаторе, содержащем источник излучения, модулятор потока излучения, расположенный на оптической оси источника излу чения, сравнительный и измерит(шьные оптические каналы, включающие сравни тельную и измерительные кюветы с фильтрами, приемник излучения, оптически связанный с указанными кюветами, и регистрирующий прибор, измерительные кюветы расположены под сравнифельной кюветой параллельно одна другой, а модулятор потока излучения выполнен в виде пар призм, совмещенных по диагоналям, с возможностью перемещения призм в каждой паре одна относительно другой по нормали к поверхности WK разделения, при этом половина пар призм установлена на входах измерительных кювет, а другая половина - на выходах. Такое расположение пар призм с попарной коммутацией их в измерительных каналах дает возможность анализа многокомпонентных смесей. На чертеже представлена схема газоанализатора для анализа двух компонентов газовой смеси. Схема содержит источник 1 излучения, шесть пар призм 2 и 3, 4 и 5, 6и7, 8и9, 10и II, 12и 13, совмещенных по диагоналям, сравнительную кювету 14, две измерительные кюветы 15 и 16, блок 17 управления приемник 18 излучения, усилитель 19, блок 20 обработки информации, регистрирующий прибор 21, селективные фильтры ;22-24. Призмы 2 и 3, 4 и 5, 6и 7 расположены на оси источника 1 излучения на входах кювет. 16, 15 и 14. Призмы 8и9, 0и11,12и13 расположены над приемником I8 излучения на выходах кювет 16, 15 и 14. Фильт-ры 22-24 установлены в сравнительном и измерительных канашах. Модуляция светового потока основана на явлении полного внутреннего отражения. При отсутствии управляющего воздействия от блока 17 управления призмы расположены одна относительно другой на расстоянии, которое меньше 0,2 длины падающей световой волны, поэтому световой поток проходит через призмы практически беспрепятственно. При подаче управляющего воздействия призмы перемещаются одна относительно другой на расстояние, превьшающее Oj2 длины световой волны. В призмах происходит явление полного внутреннего отражения, световые лучи поворачиваются на 90 и излучение через призм1)1 не проходит. Газоанализатор работает следующим образом. На призм1з1 6 и 7, 13 и 12 всегда подается управляющее воздействие с блока 17 управления, поэтому призмы 7и 12 всегда отра;жают световой поток. На призмах 2иЗ, 4и5, 8и9, 10 и И отсутствует управляющее воздействие. Световой поток от источника 1 излучения беспрепятственно проходит призмы 2-5, отражается призмой 7, проходит фильтр 22 и сравнительную кювету 14, внобь отражается приз мой 12, проходит призмы 10 и 11, 8 и 9 и попадает на приемник 18 излучения. В следующий период работы устройства от блока управления на призмы 4 и 5, 10 и 11 подается управляющее воздействие, в.результате призмы перемещаются одна относительно другой. Световой поток от источника 1 проходит призмы 2 и 3, отражается призмой 5 в направлении измерительной кюветы 15, проходит фильтр 23, кювету 15, вновь отражается призмой 10, проходит призмы 8 и 9 и поступает на приемник 18 излучения.

В последующий период работы управляющее воздействие от блока управления подается на призмы 2 и 3, 8 и 9, в результате призмы перемещаются одна относительно другой. Световой поток от источника I - излучения отражается от призмы 3, проходит фильтр 24, измерительную кювету 16 и вновь отражается призмой 8 в направлении приемника 18 излучения.

Сигналы, полученные в первом, втором и третьем периодах работы устройства, последовательно усиливаются усилителем 19, поступают на блок 20 обработки информации, где преобразуются в концентрации двух исследуемых компонентов газовой смеси. Полученные сигналы поступают в регистрирующий прибор 21.

Высокий знергетический уровень информативного сигнала за счет направления всего потока излучения источника через оптические каналы обеспечивает значительное повьшение чувствительности по сравнению с известным газоанализатором.

Возможность использования в изобретении одного приемника излучения обеспечивает повышение точности измерений.

АБСОРБЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, схэдержащий источник излучения, модул11тор потока излучения, расположенный на оптической оси источника излучения, сравнительный и измерительные оптические каналы, включающие сравнительную, и измерительные кювету с фильтрами, приемник излучения, оптически связанный с указанными кюветами, и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, в нем измерительные кюветы расположены под сравнительной кюветой параллельно одна другой, а модулятор потока излучения выполнен в виде пар призм, совмещенных по диагоналям, с возможностью перемещения призм в калугой паре одна относительно другой по нормали к поI верхности их разделения, при этом половина пар призм установлена на вхо(Л дах измерительных кювет, а другая половина - на выходах.