Анализатор Советский патент 1981 года по МПК G01N21/37 G01N21/61 

1

Изобретение относится к аналитической технике и может быть использовано для анализа состава газообразных сред.

. Известны однолучевые анализаторы, содержащие источник излучения, приемник излучения с расположенными в оптической последовательности, снабженными окнами, газонаполненными приемными камерами и конденсаторным микрофоном, заслонку, расположенную между приемными камерами , измерительную кювету и электронноизмерительный блок D-l.

Недостатками анализаторов явля ются их сравнительно невысокие точность и стабильность, обусловленные наличием зазора между приемными камрами, в котором находится заслонка, и большим количеством окон, отделяющих приемные камеры от окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому является однолучевой анализатор, содержащий источник излучения, при.емник излучения с расположенными в оптической последовательности, снабженными окнами, газонаполненными приемными камерами различной длины и конденсаторным микрофоном, измрительную кювету и электронно-измерительный блок. Позади второй по ходу излучения приемной камеры, выполненной с прозрачным дном, расположены последовательно отражатель и поглотитель излучения, предназначенный для балансировки амплитуд давлений, развиваемых в приемных камерах L2.

0

недостатки этого анализатора состоят в его сравнительно невысокой точности и стабильности. Снижение точности вызвано наличием зазора в промежутке между дном второй приемной камеры и отражателем (изменение состава среды, заполняющей этот зазор, влияет на показания анализатора) ,а нестабильность - относительной негерметичностью двух окон,

0 отделяющих первую и вторую приемные камеры от окружающей среды. Кроме того, с помощью отражателя возможна балансировка анализатора в сравнительно узком диапазоне концентра5ций газа, наполняющего приемные камеры, т.е. балансировка становится невозможной через такой промежуток времени его эксплуатации, за который концентрация газа в приемнике достигает нижнего уровня баансировки. Это снижает срок службы устройства.

Цель изобретения - повьлшение точности, стабильности и срока службы анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе, содержащем источ- - ник излучения, ,приемник излучения с расположенными в оптической последовательности газонаполненными приемными камерами, снабженньми окнами, и оптическую кювету, окно первой 10 по отношению к поступающему в приемник излучению камеры имеет большее световое сечение, чем окно второй камеры, и выходное окно кюветы имеет световое сечение, не меньшее сече- 5 ния окна первой камеры настолько, чтобы сигнал от первой камеры был больше,чем сигнал от второй камеры, а перед приемником излучения размещено диафрагмирующее устройство, 20 выполненное с возможностью плавного регулирования потока излучения,поступающего в первую камеру.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Ансллизатор содержит источник 1 5 инфракрасного излучения, выполненный в виде нихромовой спирали, нагреваемой электрическим током, модулятор

2излучения, измерительную кювету

3с выходным окном 4, диафрагмирую- 30 щее устройство 5, выполненное в ,

виде кольца с возможностью плавного изменения его внутреннего диаметра, приемник б излучения с расположенными в оптической последовательности 35 газонаполненными приемными камерами 7 и 8 (цилиндрической и различной длины) , закрытыми окнами 9 и 10 и конденсаторным микрофоном 11 в качестве чувствительного элемента, дл электронно-измерительное устройство 12. В устройстве окна 9 приемной камеры 7 и окна 4 измерительной кюветы 3 имеют одинаковые и большие по отношению к окну 10 камеры 8 световые сечения, а камера 7 имеет больший 45 по отношению к камере 8 диаметр.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда в 50 измерительной кювете 3 отсутствует анализируемый компонент, балансировка амплитуд давлений, развиваемых в приемных камерах 7 и 8, осуществляется с помощью диафрагмирующего уст- с ройства 5 путем плавного изменения его внутреннего диаметра. При проектировании анализ.атора его параметры- (длины приемных камер 7 и 8, их диаметры, световые сечения окон 9 и 10) выбираются, таким образом, 60 что балансировка наступает, когда внутренний диаметр диафрагмирующего устройства 5 равен диаметру камеры 8. В этом случае часть объема камеры 7 находится вне зоны прохождения пото- 65

ка излучения и не принимает участия в генерировании сигнала.

При длительной эксплуатации анализатора вследствие вытекания из приемных камер 7 и 8 газовой смеси из-за относительной негерметичности окна 9 балансировка нарушается, пр этом имеет место преимущественное ослабление сигнала,.генерируемого камерой 7. В этом случае балансировка достигается путем увеличения внуреннего диаметра диафрагмирующего устройства 5, причем соответствующее увеличение сигнала, генерируемого камерой 7, получается за счет введения, в зону прохождения потока излучения дополнительного объема газа этой камеры.

При попадании в измерительную кювету 3- анализируемого компонента интенсивность поступающего в приемник б излучения уменьшается, причем это уменьшение приходится на центр полосы поглощения газа в приемнике, вследствие чего доля поглощенного в камере 7 потока излучения уменьшается, а поглощенного в камере 8 остается практически постоянной. Возникающий при этом разбаланс сигнала приемника б,, снимаемого с конденсаторного микрофо;на 11, регистрируется электронноизмерительным устройством 12.

Предлагаемое изобретение повышает точность устройства.. В нем имеется лишь одно окно, отделяющее внутреннюю полость приемных камер о.т окружающей среды, что позволяет повысить стабильность устройства за счет получения более в ысокой герметичности приемника. Кроме того, балансировка устройства возможна в более широком диапазоне концентраций компонента, заполняющего приемные к-амеры, что повышает его срок службы.

Формула изобретения

Анализатор, содержащий источник;излучения, приемник излучения с расположенными в оптической последовательности газонаполненными приемными камерами, снабженными окнами, и оптическую кювету,, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, стабильности и срока службы анализатора, окнопервой по отношению к поступающему в приемник излучению камеры имеет больще световое сечение, чем окно второй камеры, и выходное окно кюветы имее световое сечение, не меньшее сечения окна первой камеры настолько, чтобы сигнал от первой камеры был больше, чем сигнал от второй камеры а.перед приёмником излучения размещно диафрагмирующее устроиство, выполненное с вог.мохсностью 1лавного

регулирования потока излучения, поступающего в первую камеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Лосицкий И. Т. и др. Однолучевой ИК газоанализатор. Сб.Автоматизация химических производств. М. НИИТЭХИМ, 1970, 1, с.84-88. ,

2. Авторское свидетельство СССР № 491086, кл. G 01 N 21/00, 1973 (прототип).

Y///A

R

.6

S

х

.//