ГАЗОАНАЛИЗАТОР Советский патент 1973 года по МПК G01N21/17 

1

Изобретение относится к области газового анализа.

Известный газоанализатор, содержащий рабочую и сравнительную кюветы, источник, приемник излучения и вторичную схему, не обеспечивает расширения динамического диапазона.

Предлагаемый газоанализатор позволяет расширить диапазон измеряемых концентраций, используя один двухпредельный самонастраивающийся газоанализатор, что достигается использованием в приборе двух пар рабочих и сравнительных кювет, относительно которых автоматически изменяется положение излучателя и лучеприемника.

На чертеже представлена схема предлагаемого газоанализатора.

Газоанализатор состоит из датчика 1, преобразующего концентрацию определяемого компонента в электрический сигнал, и вторичного показывающего и регистрирующего прибора 2. В датчик входят: излучатель 3 с лучецриемником 4, закрепленные на концах оси, на которой они могут поворачиваться на 90° и которая проходит через центральную часть блока кювет 5; соленоидный двухпозиционный сервопривод 6 со штоком 7, шарнирно соединенный с корпусом лучеприемника; два нормально разомкнутые контакта 5 и Я расположенные под углом 90° и подключенные к источнику 10 электрического тока.

В блоке кювет 5 на взаимно перпендикулярных осях расположены две пары кювет: рабочая // и сравнительная 12 - на первый диапазон CiysKc lOyo; рабочая 13 и сравнительная 14 - на второй диапазон С2уакс 100%Рабочие кюветы 13 и // в газовой линии соединены последовательно и подключены к источнику анализируемой газовой смеси. Длины сравнительных кювет 12 и 14 равные длине Li

рабочей кюветы нижнего диапазона //. Эффективная длина рабочей кюветы 13 для второго диапазона ,. Остальная (верхняя) холостая часть этой кюветы 15 отделена от рабочего объема 13 прозрачным окном и

заполнена тем же газом, что и сравнительные кюветы 12 и 14.

Электрическим каналом 16 выход лучеприемника 4 соединен со входом вторичного прибора 2, выход которого - канал 17 обратной

связи - подключен к обратному преобразователю лучеприемника. Электрическим проводом 18 катушка сервопривода 6 соединена с нормально разомкнутыми контактами 19, 20, подключенными к отрицательному и положительному полюсам источника 21 постоянного тока. Эти контакты расположены во вторичном приборе: один - в начале щкалы, у отметки 8%, второй - в конце шкалы, у отметки 100% У контакта 19 снизу шарнирно закреплен

флажок, который при движении влево стрелки прибора 2 замыкает этот контакт, а при днижении вправо - свободно поворачивается, пропуская стрелку п не замыкая контакта. К электрическим проводам 22 и 23, соединенным с контактами 8 и 9 датчика 1, подключены по 10 миниатюрных электрических сигнальных лампочек 24, размещенных на шкале 25 вторичного прибора н предназначенных для автоматической световой индикации положения занятой на шкале при смене диапазонов измерения. Перо 26 самопишуш.его механизма вторичного прибора 2 связано с указательной стрелкой 27 и касается поверхности диаграммной ленты 28, при движении которой (вниз) автоматически регистрируется измеряемая концентрация. Рассмотрим работу газоанализатора с диапазонами Ch,, C2,, когда в момент включения газоанализатора на нервом пределе ,5%. На этом пределе штоком 7 сервопривода 6 оптические каналы лучеприемника 4 и излучателя 3 установлены перед рабочей кюветой 11 и сравнительной кюветой 12. Контакт 8 оказывается разомкнут, а контакт 9 замкнут, в результате чего группа сигнальных ламп, подключенная проводом 23 к источнику 10 тока, горит, определяя положение занятой на шкале О-10%, а группа ламп, подключенная к проводу 22, - обесточена. При увеличении С будет изменяться электрический сигнал компенсации, поступающий в лучеприемник по каналу 17, стремясь поддержать сигнал разбаланса в канале 16 близким к нулю. Стрелка 27 прибора 2 и перо 26 самопишущего механизма будут перемещаться вправо, к концу щкалы, оставляя на диаграммной бумаге кривую аб. Контакт 19 при этом не зам.кнется, так как флажок этого контакта свободного повернется вправо, пропустив стрелку прибора. Когда концентрация С достигает 10%, стрелка 27 замкнет контакт 20, подав импульс положительной полярности от источника 21 постоянного тока по проводу 18 на обмотку сервопривода 6. Под действием этого импульса щток 7 сервопривода переместится вправо, повернув лучеприемник 4 и излучатель 3 по часовой стрелке на 90°. В результате оптические каналы лучеприемника и излучателя окажутся расположенными перед рабочей кюветой // и сравнительной кюветой 14, обеспечив переход с диапазона О-10% на диапазон 0-100%. При повороте лучеприемника контакт 9 разомкнется, обесточив грунпу сигнальных лампочек с приводом 23, а контакт 8 замкнется, подключив грунпу сигнальных лампочек с приводом 22 к источнику 10 тока, переместив тем самым «световую, занятую на шкале прибора, на одну цифру вправо и установив предел С2:,,акс 100% Стрелка прибора и перо самописца начнут быстро перемещаться влево к точке в (С-10%) по прямой бе. При дальнейшем увеличении С стрелка прибора и перо самописца будут двигаться вправо, фиксируя на диаграммной лепте 28 изменение С. Переход со второго диапазона (О-100%) на первый (О-10%) происходит следующим образом. От точки г () диаграммной ленты 28 при уменьщении С подвижная часть вторичного прибора будет перемещаться влево до точки д (). Так как в этом случае флажок контакта 19 не повернется влево, этот контакт замкнется стрелкой прибора, послав по проводу 18 в обмотку серводвигателя 6 электрический импульс отрицательной полярности. Под действием указанного импульса шток 7 сервопривода сместится влево, повернув лучеприемник 4 и излучатель 3 против часовой стрелки на 90°. Оптические каналы лучеприемника и излучателя окажутся перед рабочей кюветой 12 и сравнительной кюветой 13, соответствующих диапазону О-10%. Контакт 8 разомкнется, а контакт 9 замкнется, сместив «световую, занятую на щкале, на один знак влево и установив щкалу О-10%. Стрелка прибора и перо самописца быстро переместятся вправо от точки с до точки е (С 8%). Дальнейшее уменьшение концентрации С анализируемого газа будет зарегистрировано кривой еок на диаграммной ленте 28. По наклону и виду кривых записи С на диаграммной ленте 28 нетрудно определить диапазон прибора, которому соответствует тот или иной участок кривой. Предмет изобретения Газоанализатор, содержащий рабочую и сравнительную кюветы, источник, приемник излучения и вторичную схему, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона газоанализатора, последний снабжен второй парой рабочей и сравнительной кювет, расположенной с первой парой кювет в едином блоке, причем излучатель и приемник связаны со средством для вращения их на 90° вокруг оптической оси прибора, а шкала вторичного прибора снабжена двумя контактами, замыкаемыми стрелкой прибора и связанными со средством поворота источника и приемника излучения.