Фотоколориметрический газоанали-зАТОР Советский патент 1981 года по МПК G01N21/01 

(54) ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР олорного сигнала и яагрузкой регулируемого фотОПриемника. Такое выполнение позволяет использовать истоЧНИк света в оптимальном режиаме, повысить надежность устройства и улучшить эксплуатационные качества. На фнг. 1 изображена блок-схема фотоколориметрического ленточного газоанализатора; на ф.иг. 2 - график зависимости наиряжения на -нагрузке фотоприемника от коэффициента оптического отражения индикаторной ленты. Газоанализатор содерлсит регулируемый фотоприе.мник У с нагрузкой 2, реакционную камеру 3, источник света 4, запоминающее устройство 5, выход которого связан с управляющим входом регулируемого фотоприемвика 1, вход через ,командоапиарат 6 - с выходом усилителя 7, один их входов которого -соединен с нагрузкой 2 фотоприемника /, другой - с выходом источника,:Опорного сигнала 8, и измерительное устройст1во 9, подключенное между выходом источника опорного сигнала 8 и нагрузкой 2 фотоприемника /. Источник питания на чертеже не по,казан. Газоанализатор работает следующим Образом. Источник света 4 создает на индикаторной ленте в реакционной камере 3 освещенность Б заданного спектрального состава. Свето&ой поток, отражаясь от ленты, создает на фотоприемнике 1 освещенность Е, величина которой зависит от величины коэффициента отражения а. Величина а определяется плотностью окрашеняого пятна на ленте и служит мерой концентрации С определяемого комнонеита. При отсутствии определяемого компонента 0 Сто, а при его наличии - (С). При этом , . а. При выполнении условия R -С Кл Чп ТОК /Ф цели нагрузки 2 определяется чувствительностью S фотолриемника 1 и его освещенностью Е . Эту зависимость можно представить в виде /Ф 5,% где а - коэффициент, определяющий характер зависимости фототоха от освещен но спи. Для фотодиода в фотодиодном режиме а 1, для фоторезисторов - а- 0,5-1-1. При невыполнении условия С нарушается характер зависимости фотото.ка от освещенности и появляется дополнительная погрешность измерения от изменения соотношения величин н ц R Напряжение на нагрузке 2 имеет с учетом выражения (2) величину и, /ф/, SR,E, Цикл работы устройства состоит из двух операций - операции настройки и операции измерения. Настройка производится до подачи на индикаторную ленту определяемого компонента. Так как , то из выражений (1) и (3) получим b SR,,(ooE) На входы I и II усилителя 7 подаются напряжение Ui и t/o,,Выходной сигнал усилителя 7 устанавливает необходимый уровень сигнала запоминающего устройства 5, вход iKOTO-poro при этой операции подключен к выходу усилителя 7. Выходной сигнал запоминающего устройства 5 управляет чувствительностью -S фотоприемника / таким образом, что t/i устанавливается равным f/onПри этом f/oMx О, а Uc S ) Далее вход устройства 5 отключается от выхода усилителя 7 н производится операция -измерения. В зависимости от концентрации определяемого компонента коэффициент отражения достигает какой-то величины ст. При этом из выражений (4) -и (5) и, и,{ ). tSbl - о П Отсюда видно, что выходной сигнал не зависит от нестабильности величины R,,, SwE. В качест1ве регулируемых фотоприемников могут, в частности, использоваться фоторезисторы и фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Чувствительность фоторезисторов можно .изменять путем изменения напряжения питания. Чувствительность ФЭУ можно регулировать как путем изменения питающего напряжения, так и по управляющему электроду (сетке). В устройстве из(меряется изменение величины коэффициента отражения ленты по отношению к его начальной величине. Имеются две реперные точки (фиг. 2): в точке «а коэффициент отражения равен нулю, а выходное напряжение равно опорному напряжению f/on, выходное напряжение равно нзлю. Для исключения влияния темнового тока /ф фотоприе-мника в рабочем диапазоне измерений должно выполняться условие: /ф /т, что выполняется практически всегда.

Аналогичным образом работает устройство пр,и использовании ленты на просвет в ленточных приборах, а также в жидкостных газоанализаторах. При этом величина а характеризует коэффициент пропускания окрашенного пятна или индикаторного реактива.

Наличие регулируемого фотопр;иемника позволяет использовать :источник света в оптимальном режиме, лозволяя этим существенно повысить надежность работы устройства. При этом та1кже .исключаются громоздкие устройства регулирования освещенности фотоприемНИка с кизкой надежностью. Оно позволяет реализовать на практике фотоколо1риметрические газоанализаторы с весьма дЛИтельным (1 мес. и более) интервалом времени между очередньгм обслуживанием.

Формула изобретения

Фотоколориметрический газоанализатор, содержащий регулируе1мый фотолриемник с нагрузкой, запоминающее устройство, связанное через ко.мандоаппарат с усилителем, измерительное устройство и источник опорного сигнала, своим выходом связанный с одним из входов усилителя, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, выход запоминающего устройства подключен к управляющему входу ;регулируемого фотопряемника, а измерительное устройство подключено между выходом источника опорного сигнала и нагрузкой регулируемого фотоприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Газоанализатор ФЖС1.6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 541 550.014 ТО.

2.Патент Великобритании № 1.100.810, кл. G 01 N 21/00, 1970.

4 ё

Фиг. 2