Газоанализатор Советский патент 1993 года по МПК G01N21/61 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для контроля выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в атмосферу, а также в ряде технологических процессов, связанных с образованием газов.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На чертеже приведена структурная схема газоанализатора..

Газоанализатор содержит оптический блок 1, включающий источник излучения, рабочую и опорную кюветы, систему фокусировки и оптический.фильтр, зеркальный модулятор 2 с выре,зами, формирователь синхронизирующих импульсов, содержащий П-образный держатель 3 с размеЩен- ной из нем оптопарой (на чертеже не показана), расположенной напротив вырезов в зеркальном мо, дуляторе 2, приемник излучения 4, предварительный усилитель 5, синхронный фильтр б, основной усилитель 7, первый синхронный детектор 8, регистрирующее устройство 9, формирователь управляющих сигналов 10, генератор И, второй синхронный детектор 12, суммирующее устройство 13 и двигатель 14.

Газоанализатор работает следующим образом.

Излучение от источника, расположенного в оптическом блоке 1, разделяется на два потока, которые проходят через рабочую и опорную кюветы, модулируется зеркальным модулятором 2 и направляется на приемную площадку приемника излучения 4, в котором преобразуется в электрический сигнал. Этот переменный электрический сигнал после усиления предварительным усилителем 5 поступает нэ вход синхромно- го фильтра G, в котором происходит его фильтрация, и после дополнительного усиления основным усилителем 7 подается на вход первого синхронного детектора 8, осуществляющего CMiixpoHHOQ с управяяюи.,им напряжением выпрямление П8р(5менного входного сигнала с допог,,чительной фильтрацией. Постоянное выходное напряжение первого синхронного детектора 8, riponop- циональное концентрации исследуемого газа в рабочей кювете, контролируется с помощью регистрирующего устройства 9. Управляющим напряжением для синхронного фильтра 6 и первого синхронного детектора 8 является выходное напряжение формирователя управляющих сиг1-;алов 10, синхронное с выходными импульсами формирователя синхронизирующих импульсогз. с помощью генератора 11 создается переменное напряжение, б/ьэгодарл которому

двигатель 14 осуществляет механическое сканирование П-образного держателя вдоль вырезов зеркального модулятора 2, Предназначенных для формирования синхронизирующих импульсов, изменяя тем самым

разность фаз между промодулированным

входным сигналом и управляющим напряжением. Это приводит к синхронному с частотой

вь1ходного напряжения генератора 11 незначительному изменению уровня регистрируемого полезного сигнала на выходе устройства (амплитуда колебаний уровня регистрируемого полезного сигнала на выходе устройства устанавливается путем изменения ампли1уды выходного напряжения генератора 11 и выбирается из условия получения минимальной погрещности, вносимой в измерения).

Если при среднем положении П-образного держателя полезный выходной сигнал

устройства является максимальным, что свидетельствует о совпадении фаз измеряемого и управляющего сигналов, то любое сканирование Г1-образного держателя вдоль вырезов модулятора приводит только

к егс уменьшению, при этом уровень постоянного напря 1 ения на выходе второго синхронного детектора 12 будет равен нулю, так как положительная полуволна сигнала на выходе устройства будет компенсироваться отрицательной полуволной (управля- ЮШ.ИМ сиг1-1алом для второго синхронного детектора 12 является выходное напряжение генератора 11). Таким образом, на выходе суммирующего устройства 13 не

появляется постоянной составляющей и не происходит перемещения П-образного держателя для изменения разности фаз между измеряемым «управляющим сигналами. Если же в среднем положении П-образного

держателя полезный выходной сигнал устройства не является максимальным, то сканирование П-образного держателя приводит к синхронному уменьшению и увеличению полезного выходного сигнала устройства, таким образом на выходе второго синхронного детектора 12 появляется постоянное напряжение, которое суммируется в суммирующем устройстве 13с переменным напряжением генератора 11 и

приводит к смещению П-образного держателя до тех пор, пока не установится максимум сигнала нз выходе газоанализатора.

Таким образом,в газоанализаторе авто- магически поддер(ивается максимум изме- ряемого выходного сигнала, а следовательно, в два раза и более повыща- етсй его чувствительность, то есть расширяется диапазон измерения в сторону малых концентраций анализируемого вещества.

(56) Авторское свидетельство СССР № 849857, кл. G 01 N 21/61,1981.

Формула изобретения

ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптически сопряженные оптический блок, зеркальный модулятор с вырезами для формирования синхронизирующих импуль- ,сов, приемник излучения, выход которого 1через предварительный усилитель, синх- |ронный фильтр, основной усилитель и пер- вый синхронный детектор соединен с входом регистрирующего устройства, а также формирователь синхронизирующих импульсов, включающий П-образный держатель с закрепленной на нем и расположенной напротив вырезов зеркального модулятора для формирования синхронизирующих импульсов оптопарой, выполненный с возможностью перемещения по радиусу вращения зеркального модулятора, выход которого соединен с входом форАвторское свидетельство СССР № 1246724, кл. G 01 N 21/61, 1984.

мирователя управляющих сигналов, выход которого соединен с управляющими входами синхронного фильтра и первого синхронного детектора, и двигатель, механически связанный с П-образным держателем формирователя синхронизирующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он дополнительно содержит второй синхронный детектор, вход которого соединен с выходом первого, синхронного детектора, генератор и суммирующее устройство, причем двигатель подключен к выходу суммирующего устройства, а входы суммирую1щего устройства связаны с выходами генератора и второго синхронного детектора, при этом выход генератора связан также с управляющим входом второго синхронного детектора.

Изобретение относится к облааи аналитического прибороароения и может быть использовано для контроля выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в атмосферу. Цель изобретения - повышение чувствительности. Сущность изобретения закп 0чается в том, что ос1щеа впяют автоматическое слежение за максимальным значением выходного полезного сигнала Полезный сигнал с выхода первого синхронного детектора 8 дополнительно детектируется вто}йз м синхронным детектором, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода генератора, частота котрого меньше частоты модупяции полезного сигнала зеркальным модулятором. С выхода сиюфонного детектора сигнал поступает на один из входов суммирующего устройства, на другой вход которого поступает сигнал с выхода генератора При HanvfAW на выходе суммирующего устройава сигнала, отличного от нуля П-образный держатель с помощью двигателя перемещается вдоль вырезов зеркального модул - до тех пор, пока сигнал на шходе суммирукь- щего устройава не будет равен нулю. Таким образом в газоанапизатс автоматичеоси поддерживается максимум измеряемого сигнала, что позволяет раашрить диапазон измерения в.аорону малых к(т|ентраций анализир мого вещества 1 т

W

Редактор Н.Тимонина

Составитель А.Леви Техред М.Моргентал

Заказ 3333

ТиражПодписное

НПО Поиск Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Корректор Л.Пилипенко