ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР Советский патент 1994 года по МПК G01N21/61 

Описание патента на изобретение SU1403783A1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности газового анализа, и может быть использовано для определения концентраций газов и паров веществ, поглощающих ИК-излучение.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения зависимости показаний газоанализатора от дрейфа параметров его оптического тракта.

На чертеже представлена схема предлагаемого газоанализатора.

Инфракрасный газоанализатор содержит источник 1 излучения, кювету 2 с исследуемым газом, модулятор 3, выполненный в виде вращающегося диска с закрепленными на нем светофильтрами, приемник 4 излучения, дополнительные источник 5 и приемник 6 излучения, блок 7 перемножения, синхронные детекторы 8 и 9, датчик 10 положения модулятора, низкочастотные фильтры 11 и 12, вычитающее устройство 13, блок 14 деления и показывающий прибор 15.

Инфракрасный газоанализатор работает следующим образом.

Источник 1 формирует поток ИК-излучения, который, проходя через кювету 2, ослабляется в спектральном интервале, соответствующем полосе поглощения ИК-излучения измеряемым газом, находящимся в кювете. Поток ИК-излучения от дополнительного источника 5 доходит до модулятора 3 не ослабленным поглощением в слое исследуемого газа. При вращении модулятора 3 в момент установки в основной измерительный канал с кюветой 2 сравнительного светофильтра, пропускающего ИК-излучение в области прозрачности спектра исследуемого газа, в дополнительный канал устанавливается рабочий светофильтр, пропускающий ИК-излучение в спектральной области, соответствующей полосе поглощения исследуемого газа, и наоборот. При этом на выходах приемников 4 и 6 появятся последовательности импульсов напряжения Un1 и Un2, пропорциональные потокам ИК-излучения, проходящим через рабочий и сравнительный светофильтры в основном и дополнительном каналах соответственно. При подаче сигналов с выходов приемников 4 и 6 на входы блока перемножения 7, на его выходе появится последовательность чередующихся импульсов с амплитудой U1 и U2, которые могут быть представлены в виде
U1= I1I2K1K2Wф1Wф2W1W2exp (- βC),
U2= I1I2K1K2Wф1Wф2W1W2, (1) где I1, I2 - интенсивности излучения основного и дополнительного источников излучения;
К1, К2 - коэффициенты преобразования основного и дополнительного приемников излучения;
Wф1, Wф2 - интегральные коэффициенты пропускания рабочего и сравнительного светофильтров;
W1, W2 - коэффициенты пропускания основного и дополнительного оптических трактов, обусловленные оптическими параметрами кюветы и систем фокусировки ИК-излучения на приемники;
β - коэффициент поглощения исследуемого газа в выбранной с помощью рабочего светофильтра спектральной области ИК-излучения;
С - искомая концентрация исследуемого газа.

С выхода блока перемножения напряжение одновременно поступает на входы двух синхронных детекторов, управляемых датчиков 10 таким образом, что на выходе синхронного детектора 8 появляются импульсы амплитуды U1, а на выходе детектора 9 - амплитуды U2. С выходов синхронных детекторов сигналы поступают на низкочастотные фильтры 11 и 12, с которых снимаются сигналы постоянного напряжения U1, U2, равные действующему значению импульсных сигналов U1, U2. Над сигналами U1 и U2 при их прохождении через вычитающее устройство 13 и блок деления 14 выполняется операция
U = ,
(2) а затем напряжение U, являющееся функцией измеряемой концентрации, подается на показывающий прибор 15, причем, как следует из сравнения (1) и (2), выходной сигнал U не зависит от параметров входящих в него оптических узлов.

В результате инфракрасный газоанализатор обеспечивает более высокую стабильность и точность измерений, обусловленную независимостью величины его выходного сигнала от дрейфа параметров оптической схемы.

Похожие патенты SU1403783A1

название год авторы номер документа
ИНФРАКРАСНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2015
  • Пластун Александр Сергеевич
  • Конюхов Андрей Иванович
  • Юдаков Михаил Иванович
RU2596035C1
Инфракрасный оптический газоанализатор c автоматической температурной коррекцией 2019
  • Конюхов Андрей Иванович
  • Юдаков Михаил Александрович
RU2710083C1
Устройство для определения степени доломитизации карбонатных пород 1984
  • Моисеенко Анатолий Сергеевич
  • Мельников Игорь Георгиевич
  • Махов Анатолий Александрович
SU1223091A1
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 1992
  • Павлов Г.В.
  • Ваганов В.Н.
RU2035038C1
Газоанализатор 1978
  • Алейников Михаил Сергеевич
  • Галимулин Нуриахмет Минахметович
  • Кольцов Евгений Павлович
  • Малейко Леонид Владимирович
  • Салова Ирина Александровна
SU813205A1
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 2013
  • Фесенко Александр Иванович
  • Проценко Илья Григорьевич
  • Брусенцов Юрий Анатольевич
  • Филатов Иван Сергеевич
RU2528129C1
МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР ИК ДИАПАЗОНА 2004
  • Максютенко Михаил Анатольевич
  • Полищук Владимир Анатольевич
  • Непомнящий Сергей Васильевич
  • Погодина Софья Борисовна
  • Шелехин Юрий Леонтьевич
RU2287803C2
Газоанализатор с время-импульсным выходным сигналом 1978
  • Лобан В.И.
  • Цветков В.А.
SU687921A1
ЛАЗЕРНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР 1994
  • Игнатьев Г.Н.
  • Бублик М.А.
  • Королев С.Б.
  • Выговский А.В.
RU2082960C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГОРНОЙ ПОРОДЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ 2001
  • Моисеенко А.С.
  • Арешев Е.Г.
  • Гаврилов В.П.
RU2249687C2

Иллюстрации к изобретению SU 1 403 783 A1

Реферат патента 1994 года ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Изобретение может быть использовано для определения концентрации газов и паров веществ, поглощающих ИК-излучение. Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения зависимости показаний ИК-газоанализатора от дрейфа параметров его оптического тракта. Это достигается введением в схему однолучевого двухканального газоанализатора дополнительных источника и приемника излучения, с помощью которых контролируются параметры оптической схемы, и организацией схемы обработки сигналов, исключающей зависимость выходного сигнала от параметров оптического тракта. 1 ил.

Формула изобретения SU 1 403 783 A1

ИНФРАКРАСНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий последовательно расположенные на основной оптической оси источник излучения, кювету с исследуемым газом, модулятор с датчиком положения модулятора, приемник излучения, связанный с блоком обработки сигнала с показывающим прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем устранения зависимости показаний газоанализатора от дрейфа параметров его оптического тракта, в него введены дополнительные источник и приемник излучения, оптически связанные через модулятор, расположенные на дополнительной оптической оси, параллельной основной оптической оси и диаметрально ей противоположной относительно оси вращения диска модулятора, а блок обработки сигнала выполнен в виде блока перемножения, двух синхронных детекторов, двух низкочастотных фильтров, вычитающего устройства, блока деления, при этом первый и второй входы блока перемножения соединены с выходом соответствующего приемника, а выход - с входами синхронных детекторов, вторые входы которых подключены к датчику положения модуляторов, выходы детекторов подключены к входам соответствующих фильтров, выходы которых соединены с выходами вычитающего устройства, кроме того, выход одного из фильтров соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход вычитающего устройства, а к выходу блока деления подключен показывающий прибор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года SU1403783A1

Безух Б.А
и др
Инфракрасные газоанализаторы
Препринт ИФ АН БСССР, N 221, Минск, 1980, с.9-13.

SU 1 403 783 A1

Авторы

Алейников М.С.

Булгаков А.Б.

Гусельников М.Э.

Даты

1994-11-15Публикация

1986-10-16Подача