ОДНОЛУЧЕВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР Советский патент 1970 года по МПК G01N21/01 

Известен анализатор, содержаи ий источник и приемник излучения, рабочую камеру и репер, выполненный в виде диска, периодически вводимого в рабочий канал анализатора, устройство для контроля шкалы и вторичные нриборы.

Предложенный анализатор отличается от известного тем, что реиер выполнен в виде кюветы, заполненной газом (например, азотом), связанной с устройством автоматической установки верхнего предела шкалы, которое, в свою очередь, снабжено тремя дополнительными потенциометрами, и смесителем, один вход которого соединен через предварительный усилитель с выходом микрофона, второй вход соединен с выходом компепсирующего потенциометра измерительной схемы, а третий вход - с выходом одного из двух дополнительных потенциометров, занитанных от фотодатчика; выход же смесителя соединен со входом фазочувствительного вынрямителя, на входе которого включены электродвигатели, управляющие положением движков дополнительных потенциометров, а движок второго дополнительного потенциометра включен в цень питания третьего дополнительного потенциометра.

Это повышает надежность и точность измерений газоанализатора.

Анализатор содержит излучатель /, обтюратор 2, установленный на валу электродвигателя 3. Рабочая кювета 4 и сравнительная кювета 5 выполнены в одном корпусе. При повороте его кюветы занимают место друг друга перед излучателем, для чего использован двигатель 6 с редуктором 7. Сравнительная кювета 5 заполнена азотом н герметизирована.

В лучеириемнике 8 установлен электродинамический микрофон 9, а в датчике прибора - фотосопротивление 10 и ламночка // накаливания. Для усиления сигнала микрофона служит предварительный усилитель 12. В смесителе 13 осуществляется сложение наПряжений от предварительного усилителя 12 и от усилителя 14 фототока, а также разовое выпрямление суммарного сигнала. В приборе установлено четыре потенциометра: компенсирующий

потенциометр 5, потенциометр 16 установки опорного напряжения, компенснрующий потенциометр 17 R -потенциометр 18. Движки потенциометров 15 и 16 установлены на одной оси и приводятся в от двигателя 19.

Движки потенциометров 17 и 18 также установлены на одной оси и связаны с двигателем 20.

Для осуществления временной коммутации различных узлов установлено времязадающее

При включении прибора на двигатель 20 подается напряжение питания, и движок потенциометра 17 устанавливается на нулевую отметку шкалы. Это -положение определяется концевым выключателем начала шкалы. Двигатель 19 подключается к смесителю 13, а двигатель 20 отключается. Сравнительная кювета 5 устанавливается на 1пути потока излучения.

Та-к как азот, находяш,ийся в кювете 5, не поглощает ИК-излучение, то выходной сигнал имеет максимальную величину. Этот сигнал усиливается усилителем 12 и поступает на вход смесителя 13. Сигнал сравнения снимается с фотосопротивления 10 при освещении его лампочкой 11. Сравнительный сигнал усиливается в усилителе 14 фототока и поступает на потенциометры 15 и 16. С движка потенциометра 15 напряжение .поступает на вход смесителя 13. Это напряжение при настройке прибора подбирается в противофазе с напряжением основного сигнала. При равенстве амплитудных значений напряжения основного сигнала и напряжения с потенциометра /5 суммарный сигнал на выходе смесителя 13 равен нулю. Если эти напряжения не равны, то на выходе смесителя появляется разностный сигнал, который выпрямляется фазочувствительным выпрямителем, который установлен в смесителе. При этом происходит вращение двигателя 19, который устанавливает движки потенциометров 15 и 16 до устранения разбаланса. Питание фазочувствительного выпрямителя осуществляется от вторичной обмотки выходного трансформатора усилителя 14 фототока.

В случае равенства напряжения основного сигнала и напряжения, снимаемого с движка потенциометра 15, двигатель 19 останавливается. Это положение движков лотенциометров 15 и 16 соответствует ма-ксимальному сигналу от лучеприемника 8. При изменении этого сигнала изменяется положение движка потенциометра 15 и связанного с ним движка потенциометра 16. Следовательно, положение движка потенциометра 16 есть функция максимального значения основного сигнала.

Зная зависимость между .максимальным сигналом (при кювете с азотом) и сигналом, возникающим при прохождении светом смеси с максимальным количеством определяемого компонента, соответствующего верхнему пределу измерения, можно так подобрать напряжение на потенциометре 16, что с его движка будет всегда сниматься напряжение, соответствующее разности меладу сигналом без поглощения и сигналом, соответствующим максимальному поглощению.

На потенциометре 16 напряжение подбирается при предварительной настройке прибора в фазе с основным сигналом. Дви}кок потенциометра 16 связан с потенциометром 17, а движок потенциометра 17 - со входом смесителя 13.

Таким образом, полное напряжение на потенциометре 17 после компенсации основного напряжения напряжением, снимаемым сдвижка потенциометра -15, будет соответствовать сигналу, обусловленному максимальным поглощением смесью излучения, то есть верхнему пределу измерения.

По истечении одной минуты времязадающее устройство 21 подключает двигатель 20 к смесителю 13, отключает двигатель 19 и подает напряжение на двигатель 6 так, что на пути светового потока устанавливается рабочая кювета 4. Если в исследуемой смеси содержится анализируемый компонент, то амплитуда напряжения на микрофоне 9 уменьшается пропорционально концентрации этого компонента. Па выходе смесителя 13 появляется разностный сигнал, и двигатель 20 перемещает движок потенциометра 17 в направлении от нулевого положения. При этом напряжение., снимаемое с потенциометра 17, возрастает, и движение происходит до тех пор, пока это напряжение не станет равно разности между выходным напряжением микрофонного усилителя 12 и компенсирующего напряжения, снимаемого с движка поте щиометра 15.

Предмет изобретения

Однолучевой оптический анализатор, содержащий ИСТОЧНИК излучения, обтюратор, рабочую кювету, приемник излучения, репер, периодически вводимый в рабочий канал газоанализатора, блок установки верхнего предела Шкалы и вторичные приборы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, репер выполнен в виде «юветы, заполненной газом (например, азотом), связанной с устройством автоматической установки верхнего предела шкалы, которое, в свою очередь, снабжено тремя дополнительными потенциометрами и смесителем, один вход которого соединен через предварительный усилитель с выходом микрофона, второй вход соединен с выходом компенсирующего потенциометра измерительной схемы, а третий вход - с выходом одного из двух дополнительных потенциометров, запитанных от фотодатчика, выход же смесителя соединен со входом фазочувствительного выпрямителя, на входе которого включены электродвигатели, управляющие положение.м движков дополнительных потенциометров, а движок второго дополнительного потенциометра включен в цепь питания гретьего дополнительного потенциометра.

15 /6 /7 iS

/

л Т- м-м , . П и 1г |1

/i Ч V; ЦМ -:|

I I

.J

-rf iv

20