КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР Советский патент 1995 года по МПК G01N21/61 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для измерения концентраций газообразных веществ.

Известен корреляционный газоанализатор, содержащий оптически связанные модулятор, четырехканальный корреляционный блок, оптическую систему и приемник излучения, а также блок электронной обработки сигналов, связанный с приемником излучения.

Недостатком этого газоанализатора являются низкая точность измерений, обусловленная неоднозначностью показаний при различных концентрациях измеряемого компонента.

Известен корреляционный газоанализатор, содержащий оптическую часть, включающую оптические каналы основного и дополнительного излучений, корреляционный блок, оптическую систему и приемник излучения, а также блок синхронизации и связанное с выходом приемника излучения устройство электронной обработки сигналов, управляющий вход которого связан с блоком синхронизации.

Недостатком данного газоанализатора является высокий предел обнаружения, обусловленный влиянием на результат измерения флуктуаций интенсивности по сечению пучка излучения, проходящего через корреляционную и опорную кюветы.

Цель изобретения - снижение предела обнаружения.

На фиг.1 приведена блок-схема корреляционного газоанализатора; на фиг. 2-7 - приведены варианты корреляционного блока.

Корреляционный газоанализатор (фиг.1) содержит оптически связанные основной 1 и дополнительный 2 оптические каналы, вращающийся корреляционный блок 3, включающий по меньшей мере одну корреляционную и по меньшей мере одну опорную кюветы, оптическую систему 4, обеспечивающую необходимую фокусировку оптического излучения, и приемник 5 излучения, а также связанный с корреляционным блоком 3 блок 6 синхронизации и связанное с выходом приемника 5 излучения устройство 7 электронной обработки сигналов, управляющий вход которого связан с блоком 6 синхронизации.

Корреляционный блок (фиг.3, 5 и 7) содержит корреляционные кюветы 1 и опорные кюветы 2.

Корреляционный газоанализатор работает следующим образом.

Излучение B_o от искусственного или естественного источника, прошедшее через анализируемый газ, находящийся или в специальной рабочей кювете, или непосредственно в атмосфере, пропускается по основному оптическому каналу 1 через вращающийся корреляционный блок 3 и направляется оптической системой 4 на приемную площадку приемника 5 излучения. При вращении корреляционного блока 3 основное излучение B_o в требуемой последовательности пропускается через имеющиеся в нем кюветы. Одновременно с этим дополнительное излучение B_д, минуя анализиpуемый газ, также пропускается через корреляционный блок, но по дополнительному оптическому каналу 2, расположенному симметрично основному оптическому каналу 1 относительно оси вращения корреляционного блока 3. Потоки дополнительного излучения, пропущенного в заданной последовательности через кюветы корреляционного блока, также направляются оптической системой 4 на приемник 5 излучения.

В случае использования в корреляционном блоке четного количества кювет, т. е. когда напротив каждой корреляционной кюветы (симметрично относительно оси вращения корреляционного блока) располагается опорная кювета (фиг. 2,3), на приемник излучения попеременно попадают суммарные потоки основного и дополнительного излучений, прошедших через противоположные кюветы (т.е. одновременно с прохождением основного излучения через корреляционную кювету дополнительное излучение проходит через противоположную ей опорную кювету и наоборот). При различном количестве корреляционных и опорных кювет в корреляционном блоке (фиг.3) потоки основного и дополнительного излучений, прошедшие через кюветы, попадают на приемник излучения раздельно.

Оптическая фильтрация лучистых потоков может при необходимости осуществляться в оптической системе или в корреляционном блоке. При оптической фильтрации потоков в корреляционном блоке необходимые фильтры устанавливаются последовательно с кюветами.

С выхода приемника 5 излучения электрические сигналы, пропорциональные попадающим на его приемную площадку лучистым потокам, подаются на вход устройства 7 электронной обработки сигналов, в котором синхронно с управляющими сигналами, поступающими из блока 6 синхронизации, связанного с вращающимся корреляционным блоком, осуществляется выделение информации о концентрации одного или нескольких анализируемых компонентов в исследуемой смеси.

Корреляционные кюветы предварительно заполняются одним или различными газами, аналогичными измеряемым компонентам в исследуемой смеси, до получения полного поглощения в центрах линий, а опорные кюветы заполняются газом, не поглощающим излучение в рабочем интервале длин волн. Таким образом, появление в исследуемой смеси посторонних газов, линии поглощения которых не перекрываются с линиями анализируемого компонента, ведет к одинаковому уменьшению интенсивности основного излучения при прохождении как через корреляционную, так и через опорную кюветы. Появление в анализируемой смеси определяемого компонента ведет к уменьшению интенсивности основного излучения лишь на выходе опорной кюветы, причем на величину, пропорциональную концентрации измеряемого компонента.

Изобретение позволяет более чем в 2 раза снизить предел обнаружения за счет устранения влияния на результат измерения флуктуаций интенсивности по сечению пучка излучения, проходящего через корреляционную и опорную кюветы.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для измерения концентраций газообразных веществ. Цель изобретения - снижение предела обнаружения. Излучение источника, прошедшее через исследуемую среду, а также дополнительное, не поглощенное средой излучение одновременно направляются на вращающийся корреляционный блок, симметрично относительно оси вращения этого блока. Прошедшие через корреляционный блок пучки основного и дополнительного излучений подаются на фотоприемник, выходной сигнал которого обрабатывается синхронно с вращением корреляционного блока. При этом корреляционный блок содержит расположенные по кругу по меньшей мере одну корреляционную и по меньшей мере одну опорную кюветы. Изобретение позволяет более чем в 2 раза снизить предел обнаружения за счет устранения влияния на результат измерения флуктуаций интенсивности по сечению пучка излучения, проходящего через корреляционную и опорную кюветы. 7 ил.

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптическую часть, включающую оптические каналы основного и дополнительного излучений, корреляционный блок, оптическую систему и приемник излучения, а также блок синхронизации и связанное с выходом приемника излучения устройство электронной обработки сигналов, управляющий вход которого связан с блоком синхронизации, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, блок синхронизации связан с корреляционным блоком, а корреляционный блок выполнен с возможностью вращения и содержит по меньшей мере одну корреляционную и по меньшей мере одну опорную кюветы, которые располагаются на одинаковых расстояниях от оси вращения корреляционного блока, равноудаленной от оптических каналов.