Оптико-абсорбционный анализатор сред Советский патент 1978 года по МПК G01N21/02 

камерах, уравниваются. При этом возможно исгюлнение обтюраторов как с совмещенными, так и со смещенньоми кромками. ЕСЛИ кромки обоих обтюраторов совмещены, то измерительная схема выполнена в виде измерителя амплитуды выходного сигнала приемника. Если, же кромки обтюраторов смещены, то изме рительная схема выполнена в виде измерителя отношения амплитуд сигналов от камер приемника или в виде фазометра, измеряющего изменение фазы выходного сигнала приемника. На фиг. 1 изображена поинципиальная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - положение обтюраторов, кромки которых совмещены на фиг. 3 - положение обтюратор -. 3 - положение обтюраторов, кромки которых смещены. Предлагаемый катализатор сред состоит из последовательно расположенных источника 1 излучения, рабочей кюветы 2, дифференциального приемника состоящего из последовательно расположенных приемных камер 3 и 4 одинако вого размера, соединенных с датчиком 5 давления, например конденсаторным микрофоном. Между кюветой 2 и камерой 3 находится обтюратор 6, перекрьшающиТй часть площади окна камеры з. Между камерами 3 и 4 находится второй обтюратор 7, перекрывающий всю площадь окна камеры 4, Обтюраторы 6 и 7 находятся на одной оси мотора 8, который может перемещаться относительно камер 3 и 4 так, что часть площади окна камеры 3, перекрывающаяся обтюратором 6, может меняться, а площадь камеры 4, перекрываемая обтюратором 7, остается постоянной. Датчик 5 давлений соединен с измерительной схемой 9, которая соединена со вторичным прибором 10. На фиг. 2 показан вид сверху на ка меру 3 и обтюраторы 6 и 7, когда кром ки обтюраторов совмещены. На фиг. 3 показан другой вариант расположения обтюраторов 6 и 7 на оси мотора 8, к да кромки обтюраторов смещены. Анализатор работает следующим образом. Если кромки обоих обтюраторов совмещены, то измерительная схема 9 пред ставляет собой усилитель. В данномварианте исполнения мерой концентраци анализируемого вещества является раз ность амплитуд давлений, возникающих В камерах 3 и 4. Известно, что погрешность анализатора, имеющего различные приемные ка меры, при условии, что амплитуды давлений в камерах 3 и 4 в отсутствии анализируемого вещества в рабочей кювете 2 равны, описываются выражением ли и, / i . 2 Ф /да л ,г.4.1п ) где и - сигнал полного перекрытия абочего канала; Ug - сигнал от анализируемого аза, концентрация которого соответтвует верхнему пределу диапазона из ерения прибора; Z - коэффициент, характеризуюий в относительных единицах поглощение анализируемым веществом излучения источника;. 3 - интенсивность источника; 1 - коэффициент гфеобразования микрофона и измерительной схемы; f - фазовый сдвиг между сигналами от камер 3 и 4. Из выражения (1) видно, что для увеличения точности анализатора Необходимо обеспечить равенство Фаз колебаний давлений в камерах 3 и 4. В предлагаемом анализаторе равентво фаз обеспечивается применением камер 3 и 4 равной величины. Возможность осуществления равенства амплитуд давлений при отсутствии анализируемого вещества излучения в кювете 2 обеспечивается неполной модуляцией излучения (обтюратором 6), поступающего в камеру 3 , и полной модуляцией излучения (обтюратором 7), поступающего в камеру 4. Точное равенство амплитуд давлений достигается перемещением обтюраторов 6 и 7 относительно приемных камер 3 и 4. При выполнении указанных условий выражение (1) примет вид: Ди J- 2 /A3 ЛК - 117 VT IT При появлении анализируемого вещества в рабочей кювете 2 амплитуда давления, развиваемого в камере 3, будет меньше амплитуды давления, развиваемого в камере 4, и на выходе усилителя 9 появляется сигнал, пропорциональный концентрации анализируемого вещества. Для увеличения чувствительности и точности данного анализатора обтюратор 7 выполнен с зеркальной поверхностью со стороны источника излучения. Применение зеркального обтюратора позволяет увеличить амплитуду давления камеры 3, что приводит к пропорциональному увеличению чувствительности анализатора. Если радиальные кромки обтюраторов 6 и 7 совмещены, то фазы колебаний давлений в камерах 3 и 4 отличаются от друг от друга. Измерительная схема 9 измеряет отношение амплитуд сигналов, воз.никающих в камерах 3 и 4, которое является мерой концентрации анализируемого вещества; а.м.плитуда давления в каме где ре 3 ; Pj амплитуда давления в каме ре 4, Необходимое разделение сигналов о камер 3 и 4 из сигнала приемника ос новано на фазовом различии этих сиг налов и осуществляется известными методами. В предлагаемом анализаторе по сра нению с известным увеличение точност обусловлено одинаковым воздействием дестабилизирующих факторов на Р и Р2 вследствие выполнения камер 3 и 4 одинакового размера. Если радиальные кромки обтюраторов 6 и 7 смещены одна относительно другой, то измерительная схема 9 представляет собой фазометр. В данном варианте мерой концентрации анализируемого вещества является фаза выходного сигнала приемника: tC-arctcfпрмУ4с.о&Ч fe /- alfi-T Г COS 3 Sin при ч 5 соь f где Ч Из выражения (2) видно, что точнос анализатора определяется стабильностью 3 и стабильностью отношения PI /P В предлагаемом анализаторе f определяется смещением обтюраторов друг относительно друга и не зависит от дестабилизирующих фежторов. Формулы изобретения 1.Оптико-абсорбционный анализатор сред, содержащий источник излучения, рабочую кювету, приемник выполненный в виде полледовательно расположенных камер, соединенных с датчиком давлений, и модулятор, выполненный в виде двух обтюраторов, смонтированных на оси мотора, один из которых pacjioложен между источником излучения и приемником, а другой - между приемными камерами, измерительную схему и вторичный прибор, отличающийс я тем, что,- с целью повышения точности анализа, обтюратор, расположенный между источником излучения и приемником, выполнен с диаметром меньшим диаметра обтюратора, расположенного между приемными камерами, причем приемные камеры имеют одинаковые геометрические размеры, а больший иэ обтюраторов имеет зеркальную поверхность со стороны источника излучения. 2.Анализатор сред по п.1,о т л ичающийся тем, что радиальные кромки обтюраторов совмещены, а измерительная схема выполнена в виде кзмерителя амплитуды выходного сигнала приемника. 3.Анализатор сред по п.1,о т л ичающийся тем,что радиальные кромки обтюраторов смещены, а имерительиая схема выполнена в виде отношения амплитуд сигналов первой и второй камер приемника или в виде фазометра, измеряющего изменение фазы выходного сигнала приемника.

Iflua.Z

Ipui.J