Селективный модулятор Советский патент 1979 года по МПК G01N21/34 

1 . Изобретение относится к области абсорбцион ного газового анализа и может быть использовано для селективной модуляции спектральных линий поглощения газов и паров в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах. Известные селективные модуляторы излучения основаны на избирательном поглощении участков спектра :электромагнитного излучения при прохождении излучения через кюветы, заполненные газами, и изменяющейся длине пути прохождения потока через газ. Селективна модуляция позволяет существенно улзчшить избирательность и повысить чувствительность газоанализаторов, так как модулируется информа тичная составляющая и уменьшается общая модуляция потока 1 . Известны селективкь1е модуляторы, в которых селективная модуляция происходит при движении плоскоггараллелыюй рабочей камеры, разделенной по диагонали на две половины. При этом так же 1фоисходит изменение оптической плотности измеряемого по линии поглощения, то есть селективная модуляция. Известны одноканальные анализаторы жидкостей, в которых селективный модулятор и рабочая камера объединены. Модуляция излучения происходит за счет изменения оптической плотности газа по линии поглощения при изменении пути прохождения потока через рабочую камеру.,: Ближайшим техническим реЩением является селективный модулятор потока излучения, содержащий деформируемую стенку модуляцИб Шой камеры, что не обеспечивает достаточного срока службы, кроме того, механический привод не обеспечивает точного повторения глубины модуляции от периода к периоду вследствие зазоров и лифтов, что проявляется на выходном сигнале газоанализатора как мультипликативная помеха, с которой трудно бороться. Наличие деформируемой стенки ограничивает частотный диапазон подобного модулятора практически единицами герц, и при зтом трудно добиться герметичности модуляционной камеры. Целью предлагаемого изобретения является повышение стабильности, быстродействия и надежкости селективного модулятора для абсорб 11ИОН11ЫХ ашшизаторов. Эта цель достигается тем, что ycTj oftCTBO для иэм-екешш длины хода луча выполнено в вшде камертона, на одной из ветвей которого расположена отражающая поверхность, причем рдсположено оно непосредственно внутри герметичной камеры и которым одновременно является и высокрставильным резонансным элеМентом, определяющим частоту модуляции «Дветатёлт приводящим в колеёатетыюе движение отражающую шверхносй ёШДуПиру ющей дЛ1Гну хбдал а и пбглощ тщем ТйЗе. При перемещении отражающей повер сности модуляционной камеры изменяется и путь, проходимый потоком излучения через газ, заполняющий модуляционную камеру. Пр зтом изменяется оптическая плотность по линиям поглощения газа и осуществляется селективная модуляция. Возбуждение камертона осуществляется из.вестным способом при помощи, например, электромагнитных устройств. Возбуждение камертона на частоте собственного механического резонанса позволяет получить стабильные по чабтбте и амплитуде колебания. На чертеже изображен селективный модуля - -TOjpr --- - - - - --;-- Селективный модулятор содержит камертон 1с зеркально обработанной ветвью 2, kaMep JOH 1 находится в герметичной камере 3, Г . заполненной газом, по линии которого требуейя пЬлучитьселейтийную модуляцию.1Самертон 1 возбу едается на частоте механического резонанса электромагнитным или шым устройством 4. Герметичная камера 3 имеет прозрачное в рабочей области длин волн окно 5. Селективный, мойулйгор располагается между источником излучения 6 и анализатором7; FO нeмoдyлиpoвa шьIЙ поток йсточЩка ТГзлучения FM - селективно модулированный поток. Поток излучения FQ от источника излучения 6 пройдя через стекло 5, газовый промежуток между стеклом и ветвью камертона 2, отразившись от последнего, направляется в анализатор 7. Камертон 1 устанавливается в камере 3 таКИМ образом, чтобы при колебании камерто-1ва В установившемся режиме зеркальная ветвь 2в момент амплитуды колебания подходила на некоторое минимальное расстояние к окну 5 При -этом путь, проходимый потоком через газ, заполняющий камеру селективного модулятора, будет минимальным, и поток по линии поглощения будет слабо поглощаться. При смене фазы колебания на 180 С зеркальная ветЬь 2 камертона отойдет на максимальное расстояние от окна. Путь, проходимьтй потоком череэ газ, заполняющий камеру, будет максимальным, и поток по линии поглощения будет, значительно ослабляться. Изменения интенсивности потока на выходе модулятора Фм происходит только по линиям поглощения газа, заполняющ,его камеру, т.е. имеет место селективная газовая модуляция. На чертеже пунктирной линией показаны крайние положения колеблющихся ветвей камертона. Возбуждение камертона производится на частоте собственного резонанса известным способом устройством 4. Описанный селективный модулятор обладает высокой стабильностью частоты колебаний течение 1 мин и -41Q МО Bi течение длительного времени, что позволяет существенно снизить шумы модуляционного устройства и улучшить работу последующих преобразующих электронных схем анализатора. Формула изобретения Селективный модулятор, содержащий герметичную камеру с прозрачньгм .оптическим окном, заполнён11ук глазом, по линиям поглощения которого осуществляется модуляция излучения, и устройство для изменения длины хода луча в поглощающем поток газе, отличающийся тем, что, с целью повьшения стабильности, быстродействия и надежности устройство дли изменения длины хода луча выполнено 6 виде камертона, расположенный непосредственно внутри герметичной камеры, и который Одновременно является и высоко- . стабильным резонансным элементом, определяющим частрту модуляции и двигателем, приводящим в колебательное движение ветвь камертона с отражающей поверхностью, модулирую- . щей длину хода луча в поглощающем газе. Источники информации, пpиняtыe во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 298876, кл. G 01 N 21/34, 1969.