PL211615B1 - Urządzenie do optoelektronicznegopomiaru stężenia metanu - Google Patents

Abstract

Urządzenie składa się z komory pomiarowej (1), mieszczącej z jednej strony paraboliczne zwierciadło odbijające (5), a z drugiej strony optoparę pomiarową (6), wyposażonej we wlot (2) i wylot (3) próbki gazowej oraz z komory referencyjnej (4) wypełnionej gazem kalibracyjnym o znanym stężeniu. Urządzenie ma dwa okna (9, 10) w komorze pomiarowej (1), pierwsze okno (9) oddzielające paraboliczne zwierciadło odbijające (5) i wylot (3) próbki gazowej od optopary pomiarowej (6) i drugie okno (10) z jednej strony tej optopary, na wlocie do komory referencyjnej (4) z parabolicznym zwierciadłem odbijającym (11) oraz ma nastawne zwierciadło (12) zamocowane z drugiej strony optopary pomiarowej (6), naprzeciw wlotu do komory referencyjnej (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do optoelektronicznego pomiaru stężenia metanu, poprzez dwukrotne przejście wiązki promieniowania podczerwonego przez komorę pomiarową z próbką gazową.

Znane jest, na przykład z opisu katalogowego i instrukcji obsługi Analizatora Gazu DX6100 firmy RMT Ltd., urządzenie optoelektroniczne z komorą pomiarową, wyposażoną we wlot i wylot dla próbki gazowej, w której z jednej strony znajduje się paraboliczne zwierciadło odbijające, a z drugiej optopara pomiarowa. Optopara składa się z dwóch emiterów promieniowania podczerwonego o dwóch róż nych dł ugoś ciach fali i jednego fotodetektora oraz ch ł odnicy termoelektrycznej w jednej wspólnej obudowie. Paraboliczne zwierciadło odbijające kieruje rozbieżną wiązkę z emiterów z powrotem w kierunku źródła, skupiając ją jednocześnie na fotodetektorze znajdującym się obok emiterów promieniowania podczerwonego.

Znane są również, na przykład z brytyjskiego opisu patentowego nr 2 165 640 i francuskiego opisu patentowego nr 2 704 651, urządzenia do optoelektronicznego monitoringu gazu, w których źródłem promieniowania są diody laserowe, a promieniowanie z jednego źródła jest rozprowadzane do dwóch komór, pomiarowej i referencyjnej. Przez jedną komorę przepływa próbka badanego gazu, a w drugiej znajduje się wzorcowy gaz kalibracyjny o znanym stężeniu. Pomiar jest różnicowy, a komora z wzorcowym gazem umożliwia kontrolę parametrów źródła promieniowania.

Przedstawione wyżej mierniki stężenia gazów, z dwoma torami pomiarowymi i różnicowym sposobem analizy sygnału, mają pewne wady. W pierwszym rozwiązaniu brak jest czynnika kalibrującego, a kontrola parametrów podzespołów odbywa się wyłącznie na drodze elektronicznej, natomiast, gdy taki czynnik istnieje w komorze z wzorcowym gazem, na przykład w kuwecie z gazem o znanym stężeniu, przykładowo metanem, jak we francuskim opisie patentowym nr 2 704 651, sygnały z torów pomiarowych są odbierane przez oddzielne detektory. Nawet przy elektronicznej kontroli ich parametrów zasilania i wspólnym chłodzeniu mogą wystąpić błędy pomiarowe, wynikające z uszkodzenia lub zmiany parametrów jednego z detektorów.

Urządzenie do optoelektronicznego pomiaru stężenia metanu, składające się z komory pomiarowej, mieszczącej z jednej strony paraboliczne zwierciadło odbijające, a z drugiej strony optoparę pomiarową, wyposażonej we wlot i wylot próbki gazowej oraz z komory referencyjnej wypełnionej gazem kalibracyjnym o znanym stężeniu, według wynalazku, ma dwa okna w komorze pomiarowej, jedno oddzielające paraboliczne zwierciadło odbijające i wylot próbki gazowej od optopary pomiarowej, a drugie z jednej strony optopary pomiarowej, na wlocie do komory referencyjnej z parabolicznym zwierciadłem odbijającym oraz ma nastawne zwierciadło zamocowane z drugiej strony optopary pomiarowej, naprzeciw wlotu do komory referencyjnej. Nastawne zwierciadło korzystnie ma nastawczy siłownik.

W urzą dzeniu wedł ug wynalazku, wybierane nastawnym zwierciad ł em tory, pomiarowy i referencyjny, mają wspólny zespół nadawczo-detekcyjny, co eliminuje błędy pomiarowe mogące wystąpić przy stosowaniu znanych optoelektronicznych urządzeń.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, przedstawiającym schemat ideowy urządzenia.

Urządzenie do optoelektronicznego pomiaru stężenia metanu ma komorę pomiarową 1 z wlotem 2 i wylotem 3 próbki gazowej oraz komorę referencyjną 4 wypełnioną gazem kalibracyjnym o znanym stężeniu. W górnej części komory pomiarowej 1 znajduje się paraboliczne zwierciadło odbijające 5, a w jej dolnej części optopara pomiarowa 6, składająca się z dwóch emiterów 7 promieniowania podczerwonego o różnych długościach fali i jednego fotodetektora 8. W komorze pomiarowej 1 znajduje się okno 9, oddzielające paraboliczne zwierciadło odbijające 5 i wylot 3 próbki gazowej od optopary pomiarowej 6 oraz okno 10 usytuowane z jednej strony tej optopary, na wlocie do komory referencyjnej 4 z parabolicznym zwierciadłem odbijającym 11. Z drugiej strony optopary pomiarowej 6, naprzeciw wlotu do komory referencyjnej 4 jest zamocowane nastawne zwierciadło 12 z nastawczym siłownikiem 13.

Urządzenie działa w sposób następujący. Próbka gazowa jest zaciągana do komory pomiarowej 1. Pomiar następuje na drodze L zwanej optymalną drogą absorpcji promieniowania według prawa Lamberta-Beera w analizowanej próbce gazowej. Parametry metrologiczne urządzenia sprawdza się w komorze referencyjnej 4 wypełnionej metanem o znanej koncentracji, po uprzedniej zmianie kierunku toru pomiarowego nastawnym zwierciadłem 12.

Claims (2)

1. Urządzenie do optoelektronicznego pomiaru stężenia metanu, składające się z komory pomiarowej, mieszczącej z jednej strony paraboliczne zwierciadło odbijające, a z drugiej strony optoparę pomiarową, wyposażonej we wlot i wylot próbki gazowej oraz z komory referencyjnej wypełnionej gazem kalibracyjnym o znanym stężeniu, znamienne tym, że ma dwa okna (9, 10) w komorze pomiarowej (1), pierwsze okno (9) oddzielające paraboliczne zwierciadło odbijające (5) i wylot (3) próbki gazowej od optopary pomiarowej (6) i drugie okno (10) z jednej strony optopary pomiarowej (6), na wlocie do komory referencyjnej (4) z parabolicznym zwierciadłem odbijającym (11) oraz ma nastawne zwierciadło (12) zamocowane z drugiej strony optopary pomiarowej (6), naprzeciw wlotu do komory referencyjnej (4).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nastawne zwierciadło (12) ma nastawczy