Способ оптического абсорбционногоАНАлизА гАзОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N21/31 

(54) СПОСОБ oimpiecKoro АБСОРБЦИОННОГО

АНАЛИЗА OiBCBB ГАЗОВ

Изобретение относится к устройс-ГЧ вгал для проведения авсорбциониого анализа смесей газов, паров или жидкостей, в частности к оптическим абсорбционньвл газоанализаторам компенсационного типа. Известен газоанашизатор компевсацнонного типа, содержавтЯ оптическиЙ приемник, на которьй по двум оптическим каналам поступают потоки излучения , разность которых зависит от концентрации измеряемого компонента в анализируемой смеси. Выходиой сигнал оптического приемника излучения, являющийся переменным напряжением с частотой 5...6 Гц, преобразуется в постоянное напряжение, затем опять в переменное с частотой 50 Гц, которое и подается на реверсивный двигатель, осуществляющий компенсацию 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ оптического абсорбционного анализа смесей газов в реализованном компенсационном газоанализаторе, включающем пропускание модулированных потоков электромагнитного излучения через анализируемую и зталоиную пробы и определение концентрации измеряемого компонента по компенсации поглощения излучения в анализируемой пробе путем измерения длины компенсируюа й камеры с помощью реверсивного двигателя. Сигнал с приемника излучения поступает иа полосовой «льтр, затем на синхронньЕа детектор и фильтр постоянной составляющей. Выходное напряжение с фильтра постоянной составляющей поступает на усилитель мощности, где преобразуется в переменное напряжение с частотой 50 Гц и амплитудой, пропорциональной измеряемой концентрации С. Это напряжение с выхода усилителя мощности подается на реверсивный двигатель. С помощью реверсивного двигателя длина компенсирующей камеры автоматически изменяется таким образом, что потоки излучения, прошедшие соответственно рабочую и компенсирующую камеры, поддерживаются равными. При равных потоках излучения выходной сигнал приемника излучения равен ну/но и реверсивный двигатель проходит в состояние покоя. Для регистрации измеряе юй концентрации используется датчик, выходной сигнал которого однозначно связан с длиной компенсирующей камеры и регистрируется самопишущим прибором. Таким образом, показания прибора определяются концентрацией измеряемого компонента в анализируемой газовой смеси 2. Основным недостатком известных способов оптического абсорбционного анализа, реализованных в компенсационных газоанализаторах является применение двойного прео(5разования сигналов в электрической цепи газоанализатора из переменного напряжения в постоянное и затем опять в переменное. Следствием этогчэ двойиогб преобразования являются высокая сложность и низкая надежность электрнческой схемы газоанализатора, а также низкая точность газоанализатора, так как нестабильность и дрейф нуля каждого из электронных устройств входит в общую погрешность прибора. Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений и одновременное упрощение реализации способа. Эта цель достигается тем, что модуляцию потоков излучения производят с частотой, равной рабочей частоте питания реверсивного двигателя. На чертеже приведен газоанализатор компенсационного типа, при помоади которого реализуется способ. Газоанализатор состоит из источника 1 излучения, оптического кюдулятоpa 2, фильтровой камеры в рабочем канале 3, фильтровой камеры в компенсирующем канале 4, рабочей камеры 5, компенсирующей камеры 6, приемника 7 излучения, усилителя 8 переменного . т.ока, реверсивного двигателя 9. В предлагаемом газоанализаторе с выход модулятора в /рабочий и компенсирующи каналы поступают потоки излучения Fp и Рц, : промодулированные с частотой 5-0 Гц. Пройдя через фильтровые рабоч и компенсирующую камеры; эти потоки излучения FP и F,2 поступают на вхо оптического приемника излучения. Раз кость фотоков Fpj и Fx2 зависит от концентрации измеряемого компонента С в анализируемой смеси. Выходной сигнал U приемника 7 уси ливается усилителем 8 переменного то ка, и это напряжение Uy подается на оьмотку управления реверсивного двигателя 9. На обмотку возбуждения реверсивного двигателя 9 подается напр жение и от модулятора 2 излучения, находящееся в одной фазе с переменны tm значениями потоков Fp и F. Это напряжение необходимо в качестве опо ного сигнала для учета фазы при компенсации, т.е. для задания направления вращения двигателя 9 во время компенсации. Ь тот момент, когда значения пото ков излучения FP 2 и в процессе компенсации оказываются равными, выходной сиг11ал приемника излучения равен нулю и реверсивный двигатель прекращает движение. Для регистрации измеряемой концентрации используется датчик (на фиг.1 не показан), выходной сигнал которого однозначно связан с длиной компенсирующей камеры и регистрируется самопишущим прибором. Использование модуляции потоков FP и F(j на рабочей частоте двигателя (50 Гц) и введение связи от модулятора на двигатель позволяет отказаться от преобразования переменного напряжения в постоянное, а затем опять в переменное. Благодаря этому из схемы газоанализатора исключается целый ряд электронных узлов, и выходной сигнал приемника излучения, пройдя через однокаскадньй усилитель (на 1-2 транзисторах), поступает непосредственно на реверсивный двигатель. Таким образом, электрическая схема газоанализатора оказывается значительно проще, чем у известного и, следовательно, обладает более высокой надежностью и ремонтоспособностью. Газоанализатор имеет и более высокую точность &а счет того, что из схек&з удалены усилитель постоянного тока -и фильтр ПОСТОЯННОЙ составляюгяей, имеющие дрейф нуля и определенную нестабильность коэффициента передачи при нестабильности температуры окружаюь й . Наконец, газоанализатор имеет значительно меньшую трудоемкость изготовления. Формула изобретения Способ оптического абсорбционного анализа смесей газов, паров и жидкостей, состоявший в пропускании модут лированных потоков электромагнитного излучения через анализируемую и эталонную пробы и в определении концентрации измеряемого компонента компенсации поглсицения излучения в анализируемой пробе путем изменения длины компенсир подей с помощью реверсивного двигателя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, модуляцию потоков излучения производят с частотой, равной рабочей частоте питания реверсивного двигателя. Источники информации, принят а1е во внимание при экспертизе 1.Газоанализатор GA2109. Техни еское описание и инструкция по эксплуатации 2266-2292 ТО. Смоленск, 1972. 2.Газоанализатор ОА2309. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2266-2292 ТО. Смоленск, 1972.

Си

ex

-

f

Фк

Hi

)