RU1407209C - Correlation radiometer - Google Patents

Correlation radiometer

Info

Publication number
RU1407209C
RU1407209C SU4026638A RU1407209C RU 1407209 C RU1407209 C RU 1407209C SU 4026638 A SU4026638 A SU 4026638A RU 1407209 C RU1407209 C RU 1407209C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
amplifier
photodetector
working
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Белобородов
Original Assignee
В.В. Белобородов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by В.В. Белобородов filed Critical В.В. Белобородов
Priority to SU4026638 priority Critical patent/RU1407209C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1407209C publication Critical patent/RU1407209C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике контрол  загр зненности атмосферы, в частности к приборам дл  измерени  общего содержани  газов, и может быть использовано дл  дистанционного измерени  общего содержани  газа в атмосфере, преимущественно в факелах промышленных предпри тий. Цель изобретени  - повышение точности измерений . Сущность изобретени  заключаетс  в последовательном пропускании через четыре рабочие кюветы, размещенные на диске вращающегос  модул тора, излучени  прошедшего через исследуемый факел промышленного предпри ти  по одной оптической трассе нормально к плоскости диафрагмы, интерференционного фильтра и фотоприемника на вход последнего. Обработка выходного электрического сигнала фотоприемника проводитс  с учетом изменени   ркости источника излучени  при этом изменение степени пол ризации излучени  -на входе оптической части устройства не вли ет на результаты измерений. В устройстве предусмотрено построение калибровочной кривой по трем точкам с высокой точностью. 1 илThe invention relates to techniques for controlling atmospheric pollution, in particular to instruments for measuring the total gas content, and can be used to remotely measure the total gas content in the atmosphere, mainly in industrial flares. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. The invention consists in sequentially passing through four working cuvettes located on the disk of a rotating modulator, radiation transmitted through the plume of an industrial enterprise through one optical path normal to the plane of the diaphragm, interference filter and photodetector at the input of the latter. The output signal of the photodetector is processed taking into account the change in brightness of the radiation source, while the change in the degree of radiation polarization at the input of the optical part of the device does not affect the measurement results. The device provides for the construction of a calibration curve at three points with high accuracy. 1 silt

Description

Устр(,,.ггво от -шситсй к технике коитро- ззгр5 знеиност.1 этр-юсферь, в частности к приборам дл  измерени  общего содержани  газов, и может быть использовано дл  дистанционного измерени  общего содержани  газов 8 атмосфере, преимущестаеи- ио в факелах промышленных предпри тий. Цель изобретени  - повышение точности измерений.The device (, .gvvo from the technique of coitrozgr5 zneinost 1 etr-yusfer, in particular to instruments for measuring the total gas content, and can be used to remotely measure the total gas content 8 of the atmosphere, mainly in industrial flares The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

На чертеже изображена Функциональна  схема радиометра.The drawing shows a functional diagram of a radiometer.

Радиометр содержит модул тор, приводимый во вращение двигателем 1. выполненный в виде диска 2 с укрепленными на нем двигателем 1, выполненный в виде диска 2 с укрепленными на нем первой 3, второй 4, третьей 5 и четвертой 6 рабочими кюветами, диафрагму 7, первую 8 и вторую 9 калибровочные кюветы, интерференционный фильтр 10, фотоприемник 11,предварительный усилитель 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 электронные ключи , первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 запоминающие элементы, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 усилители, первый 25 и второй 26 сумматоры , вычитающее устройство 27, блок 28 ав- тс.-.зтической рег /лировки усилепк  (АРУ). датчик фазы 29 м блок су нхронизации 30.The radiometer contains a modulator, driven by a motor 1. made in the form of a disk 2 with an engine 1 mounted on it, made in the form of a disk 2 with the first 3, second 4, third 5 and fourth 6 working cells, diaphragm 7, first 8 and second 9 calibration cuvettes, interference filter 10, photodetector 11, pre-amplifier 12, first 13, second 14, third 15 and fourth 16 electronic keys, first 17, second 18, third 19 and fourth 20 storage elements, first 21, second 22, third 23 and fourth 24 amplifiers, first the 25th and the second 26th adders, a subtractor 27, a block 28 of the automatic regulation / amplification amplifier (AGC). phase sensor 29 m block of synchronization 30.

Устройство работает слаАую5Дим обрд- зсзм.The device works weakly5Dim obrdzssm.

Псступзгощее на вход устройства излучен . прешедшее через иссл4;Дуемый фа- -:аг; промышленного предпри ти  (не показан), последовательно при вращении  мскз 2 двигателем 1 проходит через первую 3. аторую 4, третью 5 и четвертую 6 рабочие кюветы. Перва  3 и втора  4 рабочие кюветы заполнены одинаковым количе- ст ом исследуемого газа , треть  рабоча  кювета 5 заполнена приблизительно двойным количествоГ исследуемого газа, а четверта  кювета S пуста . Исследуемое излучение, ограниченное диафрагмой 7, че- раз иктерференционный фильтр 10, полоса пропускани  которого соответствует полосе поглощени  исследуемого газа (SOa или N02). поступает на аход фотоприемника 11. На выходе фотоприемнмка 11 по вл етс  электрический сигнал S(U), полученный после прохохсдений светового потока через одну из рабочих кювет устройства, содержа- идую иеко i орое количество исследуемого газа и. Количество Ui в первой 3, Ua во второй 4, УЗ в третьей 5. а Un в четвертой рабочих кюветах подбираетс  таким образом , чтобы выполн лось равенство: S(U1)4S{Uз S(U2)S{Uд).Pseudo more powerful at the input of the device. passed through study 4; Blowed fa -: ag; industrial enterprise (not shown), sequentially, when the MSC 2 is rotated by engine 1, it passes through the first 3. First 4, Third 5 and Fourth 6 working cells. The first 3 and second 4 working cells are filled with the same amount of test gas, one third of the working cell 5 is filled with approximately twice the amount of gas G to be studied, and the fourth cell S is empty. The radiation under investigation, limited by the diaphragm 7, is again an interference filter 10, the passband of which corresponds to the absorption band of the gas under investigation (SOa or N02). arrives at the detector photodetector 11. At the output of the photodetector 11, an electric signal S (U) is received, obtained after the light flux passes through one of the device’s working cells, containing a certain amount of the studied gas and. The number of Ui in the first 3, Ua in the second 4, and ultrasound in the third 5. and Un in the fourth working cell is selected so that the equality holds: S (U1) 4S {Uз S (U2) S (Uд).

Эпект .ические сигналы S(U) с выхода фотоприпмника 11 поело vf n/ieMUfl в предварительном усилителе 12, коммутируютс  первым 13, вторым 14. третьим 15 и четвертым 16 электронными ключами на вход первого 17, второго 18, третьего 19 и четвертогоThe electrical signals S (U) from the output of the photodetector 11 were eaten by vf n / ieMUfl in the preamplifier 12, switched by the first 13, second 14. third 15 and fourth 16 electronic keys to the input of the first 17, second 18, third 19 and fourth

20 запоминающих элементов, управление которыми осуществл етс  по командам с выходов блока синхронизации 30, формируемым из выходных сигналов датчика фазы 29.20 memory elements, which are controlled by commands from the outputs of the synchronization unit 30 generated from the output signals of the phase sensor 29.

Электрические сигналы, соответствующие первой рабочей кювете 3, поступают на вход первого запоминающего элемента 17, второй рабочей кювете 4 на вход второго запоминающего 18, третьей рабочей кювете - 5 - на вход третьего запоминающего элемента 19, четвертой рабочей кювете 6 - на вход четвертого запоминающего элемента 20..Electrical signals corresponding to the first working cell 3, are fed to the input of the first memory element 17, the second working cell 4 to the input of the second memory 18, the third working cell - 5 - to the input of the third memory element 19, the fourth working cell 6 - to the input of the fourth memory element twenty..

После запоминани  в первом 17, второмAfter memorizing in the first 17, second

18, третьем 19 и четвертом 20 запоминающих элементах и усилени  первым 21, вторым 22, третьим 23 и четвертым 24 усилител ми электрические сигналы, соответствующие первой 3 и второй 4 рабочим18, the third 19 and fourth 20 storage elements and amplification of the first 21, second 22, third 23 and fourth 24 amplifiers electrical signals corresponding to the first 3 and second 4 working

кюветам, суммируютс  в первом сумматоре 25, а соответствующие третьей 5 и четвертой 6 рабочим кюветам, суммируютс  во втором сумматоре 26.cuvettes are summed in the first adder 25, and the corresponding third 5 and fourth 6 working cuvettes are summed in the second adder 26.

Выходной электрический сигнал второго сумматора 26 вычитаетс  из выходного электрического сигнала первого сумматора 25 в вычитающем устройстве 27, по выходному электрическому сигналу которого определ ют количество газа (S02 или N02),The output electrical signal of the second adder 26 is subtracted from the output electrical signal of the first adder 25 in a subtractor 27, from the output electrical signal of which the amount of gas is determined (S02 or N02).

содержащегос  в исследуемом факеле.contained in the test flare.

Дл  компенсации изменени  в процессе измерений  ркости источника излучени , в качестве которого используетс To compensate for changes in the brightness measurement of the radiation source, which is used as

естественное излучение неба, необходимо измен ть коэффициент усилени  предварительного усилител  12 обратно-пропорционально изменению величины  ркости источника. Изменение коэффициента усилени  предварительного усилител  12 осуществл етс  с помощью блока АРУ 28 при прохождении в поле зре1;1и  фотоприемника 11 четвертой рабочей кюветы 6. не заполненной исследуег- ;ым газом, следующимnatural sky radiation, it is necessary to change the gain of the pre-amplifier 12 inversely to the change in the brightness of the source. The gain of the preamplifier 12 is changed using the AGC block 28 when passing through the field 1; 1 and the photodetector 11 of the fourth working cell 6. not filled with the test gas;

образом. Если величина светового потока, прошедшего через четвертую рабочую кювету 6 увеличиваетс , то блок АРУ 28 снижает коэффициент усилени  предварительного усилител  12. в противном случае - блок АРУway. If the magnitude of the luminous flux passing through the fourth working cell 6 increases, then the AGC block 28 reduces the gain of the pre-amplifier 12. otherwise, the AGC block

28 увеличивает коэффициент усилени  предварительного усилител  12. Во врем  прохождени  в поле зрени  фотоприемника 11 первой 3, второй 4 и третьей 5 r)rir-io4vtx кювет коэф1|1ициент усилени  npe/v 1|ниепького28 increases the gain of the preamplifier 12. While passing through the field of view of the photodetector 11, the first 3, second 4 and third 5 r) rir-io4vtx cell coefficient 1 | 1 gain factor npe / v 1 |

уСИ ШТеПЯ 12 но N ;rM::i. ;г-iUSI STEPPE 12 but N; rM :: i. ; g-i

До и после пересечени  исследуемого факела проводитс  калибровка устройства путем последовательного введени  в поле зрени  и выведени  из пол  зрени  фотоприемника 11 первой 8, и второй 9 калибро- вочных кювет, а затем«первой 8 и второй 9 калибровочных кювет одновременно, при этом диск 2 модул тора вращаетс . Таким образом получают три точки, соответствующие определенному злектрическому сигна- лу на выходе вычитающего устройства 27 и известному содержанию исследуемого газа в первой 8 и второй 9 калибровочных кюветах . При этом чем больше количество исследуемого газа в них, тем больше амплитуда электрического сигнала на выходе устройства , что позволгет чеоез полученные в процессе калибровки точки с высокой точностью провести калибровочную кривую , по которой затем определ етс  количе- ство исследуемого газа в исследуемом факеле. В процессе калибровки оптическа  часть устройства (не показана) направл етс  на участок чистого неба.оBefore and after crossing the torch under study, the device is calibrated by sequentially introducing the first 8 and second 9 calibration cuvettes into the field of view and removing from the field of view the photodetector 11, and then the first 8 and second 9 calibration cuvettes simultaneously, while the disk 2 module the torus rotates. In this way, three points are obtained corresponding to a certain electrical signal at the output of the subtractor 27 and the known content of the test gas in the first 8 and second 9 calibration ditches. In this case, the larger the amount of test gas in them, the greater the amplitude of the electrical signal at the output of the device, which will allow the points obtained during the calibration process to accurately draw a calibration curve, which then determines the amount of test gas in the test flare. During the calibration process, the optical part of the device (not shown) is directed to a clear sky portion.

Излучение, прошедшее через исследуе- мый факел, проходит через первую 3, вторую 4, третью 5 и четвертую 6 рабочие кюветы по одной оптической трассе норThe radiation passing through the studied flare passes through the first 3, second 4, third 5, and fourth 6 working cells along one optical path of the nor

малько к плоскости диафрагмы 7, интерференционного фильтра 10 и фотоприемникз 11. При изменении степени пол ризации исследуемого излучени  изменений интенсивности излучени , прошедшего через первую 3. вторую 4, третью 5 и четвертую 6 рабочие кюветы и поступающего на вход фотоприемника 11, не происходит, а если и происходит, то в равной степени дл  всех положений диска 2.small to the plane of the diaphragm 7, interference filter 10 and photodetectors 11. When changing the degree of polarization of the studied radiation, changes in the intensity of radiation that passed through the first 3. second 4, third 5 and fourth 6 working cells and arriving at the input of photodetector 11 does not occur, and if it does, then equally for all positions of the disk 2.

Таким образом, исключение вли ни  изменени  степени пол ризации исследуемого излучени , приход щего на оптический вход устройства, на величину сигнала позвол ет поаысить точность измерений.Thus, eliminating the effect of a change in the degree of polarization of the studied radiation arriving at the optical input of the device on the signal size allows one to increase the accuracy of measurements.

(56) Cryvnak D.A., Burch D.E. Monitoring of pollutant gases in airsraft exhausts by gas- filter correlation methods. American Institute of aeronautics and astro nautics. - paper, №76-110, 1976. p.1-10.(56) Cryvnak D.A., Burch D.E. Monitoring of pollutant gases in airsraft exhausts by gas-filter correlation methods. American Institute of aeronautics and astro nautics. - paper, No. 76-110, 1976. p.1-10.

Николаев A.H. и др. Дистанционные измерени  содержани  сернистого газа в выбросах труб электростанций с помощью радиометров коррел ционного типа. - Вопросы контрол  загр знени  природной среды ,. 1981. Ne 6, с.34, 36.Nikolaev A.H. et al. Remote measurement of sulfur dioxide in emissions from pipes of power plants using correlation-type radiometers. - Environmental Pollution Control Issues,. 1981. Ne 6, p. 34, 36.

Claims (1)

Формула изобретени The claims КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР, содержащий оптически св занный с первой, второй, третьей и четвертой рабочими кюветами модул тор, приводимый во вращениедвигателем ,диафрагму, интерференционный фильтр и фотоприемник , ВЫХО.Д которого соединен с первым входом предварительного усилител , ато- рой вход которого соединен с выходом блока автоматической регулировки усилени , а также датчик фазы, св занный с модул тором , выходы которого соединены с входами блока синхронизации, и первую и вторую калибровочные кюветы, отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности измерений. он дополнительно содержит первый, второй, третий и четвертый электронные ключи, первый, второй, третий и четвертый запоминающие элементы , первый, второй, третий и четвертый усилители, первый и второй сумматоры и вычитающее устройство, при этом выход предварительного усилител  соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого электронных ключей, управл ющие входы которых соединеныA CORRELATION RADIOMETER containing a modulator optically coupled to the first, second, third, and fourth working cells, driven by a motor, a diaphragm, an interference filter, and a photodetector, EXIT, which is connected to the first input of the preamplifier, the input of which is connected to the output an automatic gain control unit, as well as a phase sensor connected to a modulator, the outputs of which are connected to the inputs of the synchronization unit, and the first and second calibration cells, characterized in that. in order to improve measurement accuracy. it additionally contains first, second, third and fourth electronic keys, first, second, third and fourth storage elements, first, second, third and fourth amplifiers, first and second adders and a subtractor, while the output of the preliminary amplifier is connected to the inputs of the first, second, third and fourth electronic keys, the control inputs of which are connected соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока синхронизации , выход первого ключа через первый запоминающий элемент и первый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого через второй усилитель и второй запоминающийrespectively, with the first, second, third and fourth outputs of the synchronization unit, the output of the first key through the first memory element and the first amplifier is connected to the first input of the first adder, the second input of which is through the second amplifier and the second memory элемент соединен с выходом второго электронного ключа, а выход - с первым входом вычитающего устройства, выход третьего электронного ключа через третий запоминающий элемент и третий усилитель соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединенthe element is connected to the output of the second electronic key, and the output is to the first input of the subtracting device, the output of the third electronic key through the third storage element and the third amplifier is connected to the first input of the second adder, the second input of which is connected с входом блока автоматической регулировки коэффициента усилени  и через четвертый усилитель и четвертый запоминающийwith the input of the automatic gain control unit and through the fourth amplifier and fourth storage элемент с выходом четвертого электронного ключа, а выход - с вторым входом вычитающего устройства, причем модул тор выполнен в виде диска с укрепленными на нем первой, второй, третьей и четвертойan element with the output of the fourth electronic key, and the output with the second input of the subtracting device, and the modulator is made in the form of a disk with the first, second, third and fourth mounted on it рабочими кюветами таким образом, чтобы световой поток от меследуемого объекта поочередно проходил через первую, вторую , третью и четвертую рабочие кюветы и был направлен нормально к приемной плоскости фотоприемника.working ditches so that the light flux from the object being examined alternately passes through the first, second, third and fourth working ditches and is directed normally to the receiving plane of the photodetector. 15fifteen 2727
SU4026638 1986-02-24 1986-02-24 Correlation radiometer RU1407209C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4026638 RU1407209C (en) 1986-02-24 1986-02-24 Correlation radiometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4026638 RU1407209C (en) 1986-02-24 1986-02-24 Correlation radiometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1407209C true RU1407209C (en) 1993-12-30

Family

ID=21223164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4026638 RU1407209C (en) 1986-02-24 1986-02-24 Correlation radiometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1407209C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103344614B (en) A kind of atmospheric transmissivity at high precision measurement mechanism and measuring method
CN111122496A (en) Calibration-free gas concentration measuring device and method
US4425503A (en) Method for detecting the presence of a gas in an atmosphere
CN111707634A (en) Multi-channel gas concentration detection system and method based on mid-infrared absorption spectrum
JPS58113837A (en) Monitor system of concentration of gassy ammonia under state of trace in flue gas
JPS608735B2 (en) How to measure contaminated gas
RU1407209C (en) Correlation radiometer
CN215574610U (en) Single resonant cavity photoacoustic spectroscopy system for simultaneously detecting multiple gases
JPS59116532A (en) Detector for carbon monoxide
JPS6473239A (en) Gas concentration measurement for laser type gas sensor
CN105181140A (en) Grating scanning type spectrograph of simplifying digital lock-in amplifier and detection method
CN110231313B (en) Online zero calibration method and device for laser gas analyzer
CN103712961A (en) Auto-balance photoelectric detection device for photothermal detection and detection method thereof
CN203643337U (en) Auto-balanced photoelectric detection device for photo-thermal detection
JPS58225345A (en) Method for analyzing gas
JPS58218639A (en) Open light path system infrared-ray gas analyzer
JPS5714743A (en) System for infrared spectrochemical analysis
JPS5461587A (en) Gas analyzer using ultrared ray
SU1167482A1 (en) Gas analyser
JPS5459188A (en) Infrared spectrophotometer apparatus of gas chromatography
SU1684609A1 (en) Method of measuring ultra-small optical losses
SU1578478A1 (en) Method and apparatus for calibrating sensitivity of multichannel spectrophotometric system
CN117740730A (en) High-sensitivity multi-point laser multi-component gas measurement system and method
SU888042A1 (en) Device for processing laser anemometer doppler signal
RU1340302C (en) Radiant energy measuring method