Резонансный спектрофон Советский патент 1983 года по МПК G01N21/37 

Ob

о

4

Ф да

сл Изобретение относится к области газового аугшиза, конкретнее к оптик акустическим газоанализаторам, и может быть использовано для измерения концентрации- микропримесей в глзах Известен спектрофон, содержащий цилиндрическую камеру с окнами, прозрачными для излучения к микрофон С 3« Недостатком этого спектрофона является невысокая чувствительность ,вызванная наличием шумов в микрофонном усилителе. Наиболее близким к изобретению известным техническим решением является резонансный спектрофон, содержащий цилиндрическую камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачными для излучения, и микрофон,установленный в середине камера на ее цилиндрической поверхности С23« Этот спектрофон обладает недостаточной чувствительностью при малых концентрациях примесей, что является следствием, поглощения излучения в окнах. Поглощаемая в окнах энергия вызывает нагрев окон в такт .с модуляцией интенсивности луча, а это ведет к разогреву прилегающего к окнам газа, следовательно, и к изменению давления с той же частотой Эти колебания давления, регистрируемые микрофоном, дают фоновый сигнал Кроме того, фоновый сигнал эффектив но усиливается, так как в такой конструкции спектрофона при работе на любой из резонансных частот окна находятся в пучностях давления стоячей волны. Целью изобретения является повьйа ние чувствительности. Это достигается тем, что в резо, HarfcHOM спектрофбне, содержащем цилйн tIёcкУ ю. камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачными для излучения, и микрофон, установ ленный в середине камеры на ее цилиндрической поверхности, к концам камеры по ее цилиндрической поверхности подсоединены две дополнительные цилиндрические камеры такого же диаметра, длина каждой из которых вдвое меньше длины камер. Изобретение поясняется чертежом. Резонансный спектрофон содержит цилиндрическую камеру 1, дополнительные камеры 2 и 3, окна 4 и 5, микрофон б. Густота точек на чертеже соответствует отклонению давления от рановесного. Пучности давления стоячей волны находятся на торцах камер 2, 3 и у микрофона 6, Если в области микрофона/, 6 да ление выше равновеснЬго, то в камерах 2 и 3 оно ниже и наоборот, Спектрофон работает еледуювшм образом. Модулированное по амплитуде излучение входит в окно 4, проходит через исследуемую газовую смесь и выходит в окно 5. Изменения давления в спектррфоне регистрируются микрофоном б , Частота модуляции выбраны так, что длина волны L генерируемого в ячейке звука равна удвоенному расстоянию между окнами. При длине камер 2 и 3, равных четверти L, в спектрофоне возникает резонансное усиление колебанийJОкна 4 и 5 при этом ок-азываются в узлах стоячей волны и фоновый сигнал от окон не усиливается. Газ, поглощающий излучение в области микрофона, находится в пучности стоячей волны и дает колебания давления, котохлле усиливаются спектрофоном. В такой конструкции спектрофона окна цилиндрической камеры 1 расположены в узлах возбуждаемой стоячей волны, поэтому усилия фонового сигнала от поглощения в окнах .не происходит , Сигнал же от определяемой концентрации микропримеси возникает в пучности стоячей волны и эффективно усиливается. Использование изобретения позволяет повысить чувствительность спектрофона по сравнению с извест-/ ными. При эном минимальный порог определяемой концентрации микропримесей в газах может быть снижен в 10 раз.

РЕЗОНАНСНЫЙ СПЕКТРОФОН, содержащий цилиндрическую камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачнЕЛми для излучения, и микро-: фон, установленный в середине камеры на ее цилиндрической поверхности, . о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, . с целью повышения чувствительности, к концам камеры по ее цилиндрической поверхности подсоединены две дополнительные цилиндрические камеры такого же диаметра, длина каждой из которых вдвое меньше длины камеры.