RU5030U1 - OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER - Google Patents
OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER Download PDFInfo
- Publication number
- RU5030U1 RU5030U1 RU96108704/20U RU96108704U RU5030U1 RU 5030 U1 RU5030 U1 RU 5030U1 RU 96108704/20 U RU96108704/20 U RU 96108704/20U RU 96108704 U RU96108704 U RU 96108704U RU 5030 U1 RU5030 U1 RU 5030U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- output
- gas
- wavelength
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Оптический абсорбционный газоанализатор, содержащий источник электромагнитного излучения, включающего первую длину волны λиз области поглощения и вторую длину волны λиз области прозрачности анализируемого газа, расположенные по ходу его излучения газовую кювету с фокусирующим элементом, первый и второй фотоприемники, причем выход первого фотоприемника через первый усилитель соединен с первым входом блока обработки сигналов, выход второго фотоприемника через второй усилитель соединен соответственно с вторым входом блока обработки сигналов, включающие микро-ЭВМ, выход которой является выходом блока обработки сигналов и соединен с блоком регистрации, отличающийся тем, что в газоанализатор дополнительно введен второй источник электромагнитного излучения, включающего первую длину волны λиз области поглощения и вторую длину волны λиз области прозрачности анализируемого газа, первый и второй оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны λиз области поглощения анализируемого газа, также третий и четвертый оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны λпрозрачности анализируемого газа, причем второй источник электромагнитного излучения установлен вне газовой кюветы за фотоприемниками и оптически сопряжен с ними, оба фотоприемника выполнены с возможностью регистрации излучения при освещении их с двух противоположных сторон, кроме того, с двух противоположных сторон первого фотоприемника по ходу излучения первого и второго источников электромагнитных излучений установлены первый и второй оптические фильтры, с двух противоположных сторон второго фотоприемника по ходу из�An optical absorption gas analyzer containing an electromagnetic radiation source including a first wavelength λ from the absorption region and a second wavelength λ from the transparency region of the analyzed gas, a gas cell with a focusing element located along its radiation, the first and second photodetectors, and the output of the first photodetector through the first amplifier is connected with the first input of the signal processing unit, the output of the second photodetector through the second amplifier is connected respectively to the second input of the processing unit signals including a microcomputer, the output of which is the output of the signal processing unit and connected to the registration unit, characterized in that a second electromagnetic radiation source is added to the gas analyzer, including a first wavelength λ from the absorption region and a second wavelength λ from the transparency region of the analyzed gas, the first and second optical filters transmitting radiation with a wavelength λ from the absorption region of the analyzed gas, as well as the third and fourth optical filters transmitting radiation with a length wave λ transparency of the analyzed gas, the second source of electromagnetic radiation mounted outside the gas cell behind the photodetectors and optically coupled to them, both photodetectors are configured to detect radiation when illuminated from two opposite sides, in addition, from two opposite sides of the first photodetector along the radiation of the first and second sources of electromagnetic radiation, the first and second optical filters are installed, from two opposite sides of the second photodetector along the line from
Description
Оптический абсоро 1И:;Нг1Ый гаБоанализаторOptical absoro 1I:;
Предлагаемое изобретение -Угносится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения концентрации газов, например, ряд газообразных углеводородоь окись и двуокись углерода и т.д., и может быть использоБано для измерения концентрации ra;f.oB в атмосфере, в производственных помещениях, в производственных процессах, в медицине и т.д.The present invention refers to measuring equipment, namely, devices for determining the concentration of gases, for example, a number of gaseous hydrocarbon monoxide and carbon dioxide, etc., and can be used to measure the concentration of ra; f.oB in the atmosphere, in industrial premises , in manufacturing processes, in medicine, etc.
Известен газоанализатор (см.патент СССР N 1825419, 601Ш1/б1, пр.от 24.05,91), позволяющий осуществлять измерение концентрации газов. Данный газоан.элизатор содержит оптически связанные источник излучения, рабочий и опорный каналы, модулятор, оптические фильтры, газовую кювету с фокусирующим элементом и приемник излучения. Причем кювета с фокусируюощм элементом изготовлена в форме полого светоотражающего усеченного конуса. Опорный канал выполнен в виде голого световода, выходной торец которого с закрепленным на нем опти ;еским фильтром примыкает к отверстшз в боковой стенке кюветы, внутри которой установлено плоское зеркало, расположенное на оптической оси световода под углом 0,5с( к оптической оси рабочего канала, где угол с( является смежным углу, образсьанному оптическим осям световода и рабочего канала.A known gas analyzer (see patent of the USSR N 1825419, 601Sh1 / b1, pr. From 05.24.91), allowing to measure the concentration of gases. This gas analyzer contains optically coupled radiation source, working and reference channels, a modulator, optical filters, a gas cell with a focusing element and a radiation receiver. Moreover, the cell with a focusing element is made in the form of a hollow reflective truncated cone. The reference channel is made in the form of a bare fiber, the output end of which with an optical filter attached to it, is adjacent to the holes in the side wall of the cuvette, inside which there is a flat mirror located on the optical axis of the fiber at an angle of 0.5 s (to the optical axis of the working channel, where is the angle c (is an adjacent angle formed by the optical axes of the fiber and the working channel.
Такое конструктивное решение газоанализатора позволяет установить источник излучения перед --:.эветой на расстоянии, равном толщине диска модулятора, а приемник излучения - непосредственно за кюветой.Such a constructive solution of the gas analyzer allows you to set the radiation source in front of the: - light at a distance equal to the thickness of the modulator disk, and the radiation receiver - directly behind the cell.
Достоинством данного прибора является возможность более компактного расположения элементов конструкции, что позволяет несколько уменьшить габариты.The advantage of this device is the possibility of a more compact arrangement of structural elements, which allows you to slightly reduce the size.
-, .ГГРТлГ - -ч--- -{ t, т .,-, .GGRTlG - -h --- - {t, t.,
iVinjii. ОС i N rC 1 / LI 1iVinjii. OS i N rC 1 / LI 1
снижающим эффективность его работы, является использование в конструкции прибора оптомеханического модулятора. Подобное конструктивное решение прибора приводит к ухудшению таких важных параметров, как надежность, и жееткоеть кокструкции. Кроме того, повышается энергоемкость, а также за счет наличия источника питания модулятора - вес и габариты прибора.reducing its efficiency, is the use of an optomechanical modulator in the design of the device. Such a constructive solution of the device leads to the deterioration of such important parameters as reliability, and the coherence of the structure is difficult. In addition, the energy intensity increases, as well as due to the availability of a modulator power source - the weight and dimensions of the device.
Таким образом, для обеспечения надежной и устойчивой работы такой прибор может быть использован только в лабораторных или других условиях с возможностью контроля его работы. Отсутствие проработанного блока обработки сигналов тжж усложняет использование прибора для эксперсс-измерений газовой среды.Thus, to ensure reliable and stable operation, such a device can only be used in laboratory or other conditions with the ability to control its operation. The lack of a well-developed signal processing unit also complicates the use of the device for expert measurements of the gas medium.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является спектральный газоанализатор (см. патент Великобритании N 2102942, G01N 21/31, 1981 г.). Данное устройство для определения концентрации газа в атмосфере содержит источник электромагнитного излучения, включающего две длины волны, поглощаемую и непоглощаемую контролируемым газом. Оптически с ним связаны газовая кювета, сферическое зеркало, рабочий фотоприемник. Также с источником излучения оптически связаны расщепитель луча и через систему оптических линз опорный фотоприемник. Рабочий и опорный фотоприемники через соответств тощие усилители соединены с входа,1И блока обработки сигналов. Данный блок представляет собой вычислительное устройство и содержит первый и второй блоки выборки и хранения, выходы которых соединены со входами первого и второго делителя соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами мультиплексора, выход которого соединен с входом устройства для вычисления концентрации газа, микропроцессора, выход которого подключается к устройству регистрации. Кроме того, в блоке обрс1ботки сигналов установлен синхронизатор, управляющие выходы которого соединены с соответств топщми управляющими входами источника питания, обоих устройств выборки и хранения, первого и второго делителя и мультиплексора. В данном газоан-ализаторе в качестве излучателя в источнике излучения использованы два электрически соединенных светодиода, изготовленных на основе арсенида галлия, Ксшдый из которых оптически связан с соответствующими люминофором и оптическим фильтром, причем для одного светодиода установлен фильтр, пропускающий излучение с длиной волны Хь поглощаемой газом, для второго светодиода установлен фильтр, пропускающий излучение с длиной волны Л2, непоглощаемой газом.The closest analogue in technical essence is a spectral gas analyzer (see UK patent N 2102942, G01N 21/31, 1981). This device for determining the concentration of gas in the atmosphere contains a source of electromagnetic radiation, including two wavelengths, absorbed and non-absorbed by a controlled gas. A gas cuvette, a spherical mirror, and a working photodetector are optically connected to it. Also, a beam splitter and a reference photodetector are optically coupled to the radiation source. The working and reference photodetectors are connected through input amplifiers to the input 1I of the signal processing unit. This unit is a computing device and contains the first and second sampling and storage units, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second divider, respectively, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the multiplexer, the output of which is connected to the input of the device for calculating the gas concentration, the microprocessor, the output of which connects to the registration device. In addition, a synchronizer is installed in the signal processing unit, the control outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the power source, both sampling and storage devices, the first and second divider and multiplexer. In this gas analyzer, two electrically connected LEDs made on the basis of gallium arsenide are used as the emitter in the radiation source, the other of which is optically coupled to the corresponding phosphor and optical filter, and for one LED there is a filter that transmits radiation with a wavelength of Xb absorbed by the gas , for the second LED, a filter is installed that transmits radiation with a wavelength of L2, which is not absorbed by the gas.
Известный газоанализатор работает следующим образом. На первый и второй светодиоды от источника питания подаются электрические импульсы в противофазе. В результате излучение, испускаемое каждым из светодиодов, возбуждает люминофор, установленный перед каждым из светодиодов. Излучение, испусксюмое каждым из люминофоров, содержит в своем спектре -длину волны AI, поглощаемую исследуемым газом и длину волны Л2, непоглощаемую исследуемым газом. Соответственно, один из оптическрш фильтров пропускает излучение с длиной волны AI, а другой - с длиной волны -z.Known gas analyzer operates as follows. The first and second LEDs from the power source are supplied with electrical pulses in antiphase. As a result, the radiation emitted by each of the LEDs excites the phosphor installed in front of each of the LEDs. The radiation emitted by each of the phosphors contains in its spectrum the wavelength AI absorbed by the test gas and the wavelength L2, not absorbed by the test gas. Accordingly, one of the optical filters transmits radiation with a wavelength of AI, and the other with a wavelength of -z.
Таким образом, излучение с длинами волн Xi и Л2 поочередно поступает в газовую кювету, где исследуемый газ поглощает излучение с рабочей длиной волны AI и меняет соответственно его интенсивность. Далее оба излучения, отражаясь от сферического зеркала, вновь проходят через газовую кювету и также поочередно поступают на рабочий фотоприемник. При этом часть луча как с рабочей длиной волны .i, так и с опорной длиной волны А2, отклоняется расщепителем луча и с помощью системы оптических линз попадает без изменения интенсивности излучения на опорный эталонный фотоприемник.Thus, radiation with wavelengths Xi and L2 alternately enters the gas cell, where the gas under study absorbs radiation with the working wavelength AI and changes its intensity accordingly. Further, both radiations, reflected from the spherical mirror, again pass through the gas cell and also alternately arrive at the working photodetector. In this case, a part of the beam with both the working wavelength .i and the reference wavelength A2 is deflected by the beam splitter and, using a system of optical lenses, falls onto the reference reference photodetector without changing the radiation intensity.
Рабочий и опорный фотоприемники формируют электрические импульсные сигналы, амплитуды которых соответствуют интенсивности излучения AI и Х2. Далее сигналы через разделительные усилители поступают в соответствующие устройства выборки и хранения и далее в соответствующие делители, в мультиплексор и микропроцессор, где производится вычисление концентрации исследуемого газа. Результат вычисления регистрируетея.The working and reference photodetectors form electrical impulse signals whose amplitudes correspond to the radiation intensities AI and X2. Next, the signals through separation amplifiers enter the corresponding sampling and storage devices and then to the respective dividers, the multiplexer and the microprocessor, where the concentration of the test gas is calculated. The result of the calculation is recorded.
Таким образом, применение светодиодов в качестве импульсных излучателей в источнике излу -1ения пс зволило создать жесткую конструкцию в одном корпусе.Thus, the use of light emitting diodes as pulse emitters in the radiation source ps made it possible to create a rigid structure in one housing.
Однако, известный газоанализатор обладает следующими серьезными недостатками, снижающими эффективность его работы, а также увеличивающими его вес, габариты и стоимость:However, the known gas analyzer has the following serious disadvantages that reduce its efficiency, as well as increase its weight, dimensions and cost:
-прибор не может быть использован в полевых условиях, т.к. наличие таких оптических элементов как расщепитель луча, оптическая линза, сферическое зеркало ужесточают требования к точности настройки, от которой зависят показания прибора;-the device cannot be used in the field, as the presence of such optical elements as a beam splitter, an optical lens, a spherical mirror tighten the requirements for tuning accuracy, on which the readings of the device depend;
-данный прибор в качестве портативного не обеспечивает надежность эксплуатации, т.к. малейшие сдвиги вышеуказанных элементов в результате, например, вибраций или ударов, приведут к разбалансу соотношения интенсивностей измерительного и опорного лучей;-This device as a portable does not provide reliable operation, as the slightest shifts of the above elements as a result of, for example, vibrations or shocks, will lead to an imbalance in the ratio of intensities of the measuring and reference rays;
-не может быть обеспечена высокая точность измерений и чувствительность прибора, т.к., во-первых, не учтена сильная температурная зависимость параметров излучателей и фотоприемников, во-вторых, использование расщепителя луча уменьшает интенсивность излучения, проходящего через кювету с исследуемым газом, что приводит к ухудшению соотношения сигнал/шум. Также двухканальное решение cxeMJ i блока обработки сигнала приводит к уменьшению точности измерения концентрации газа за счет разной погрешности в каждом из каналов.-the high measurement accuracy and sensitivity of the device cannot be ensured, because, firstly, the strong temperature dependence of the parameters of the emitters and photodetectors is not taken into account, and secondly, the use of a beam splitter reduces the intensity of the radiation passing through the cell with the test gas, which degrades the signal-to-noise ratio. Also, the two-channel solution cxeMJ i of the signal processing unit leads to a decrease in the accuracy of measuring gas concentration due to different errors in each channel.
В настоящее время актуальной задачей является обеспечение возможности оперативного контроля концентрации газа в полевых условиях, в местах аварий и утечек и т.д.Currently, the urgent task is to provide the possibility of operational monitoring of gas concentration in the field, in places of accidents and leaks, etc.
Технический результат, полученный при создании портативного газоанализатора - упрощение конструкции при одновременном повышении точности измерений в широком диапазоне температур, влажности и запыленности окружающей среды.The technical result obtained when creating a portable gas analyzer is to simplify the design while increasing the accuracy of measurements in a wide range of temperatures, humidity and dustiness of the environment.
- 4 кий абсорбционный газоанализатор содержит первый источник электромагнитного излучения, вра1юч-а:ющего первую длину волны AI из области поглощения и вторую длину волны 2 из области прозрачности анализируемого газа, расположенные по ходу его излучения газовую кювету с фокусирующим элементом, первый и второй фотоприемники, причем выход первого фотоприемника через первый усилитель соединен с первьш входом блока обработки сигналов, выход второго фотоприемника через второй усилитель соединен соответственно со вторым входом блока )k.u сигналов, включающего микро-ЭВМ, выход которой является выходом блока обработки сигналов и соединен с блоком регистрации, В газоанализатор дополнительно введен второй источник электромагнитного излучения, включающего перв:лО длину волны - из области поглощения и вторую длину волны АО из области прозрачности анализируемого газа, первый и второй оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны А из области поглощения анализируемого газа, также третий и четвертый оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны А2 из области прозрачности анализируемого газа. Причем второй источник электромагнитного излучения установлен вне газовой кюветы за фотоприемниками и оптически сопряжен с ними. Первый и второй фотоприемники выполнены с возможностью регистрации излучения при освещеннии их с двух противоположных сторон. Кроме того, с двух противоположных сторон первого фотоприемника по ходу излучения первого и второго источников электромагнитного излучения установлены первый и второй оптические фильтры, с двух противоположных сторон второго фотоприемника по ходу излучения первого и второго источников электромагнитного излучения установлены третий и четвертый оптические фильтры. Газовая кювета с фокусирующим элементом выполнена в виде полости, фокусирующем элементом которой является ее внутренняя поверхность со светоотражающем покрытием. Блок обработки сигналов дополнительно содержит последовательно соединенные коммутатор входных импульсов, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, кроме того- the 4th absorption gas analyzer contains a first source of electromagnetic radiation, which rotates: the first wavelength AI from the absorption region and the second wavelength 2 from the transparency region of the analyzed gas, a gas cell with a focusing element located along its radiation, the first and second photodetectors, moreover, the output of the first photodetector through the first amplifier is connected to the first input of the signal processing unit, the output of the second photodetector through the second amplifier is connected respectively to the second input of the unit) ku signal fishing, including a microcomputer, the output of which is the output of the signal processing unit and connected to the registration unit, a second source of electromagnetic radiation is added to the gas analyzer, including the first: LO wavelength from the absorption region and the second AO wavelength from the transparency region of the analyzed gas, the first and second optical filters transmitting radiation with a wavelength of A from the absorption region of the analyzed gas, the third and fourth optical filters transmitting radiation with a wavelength of A from the region transparency of the analyzed gas. Moreover, the second source of electromagnetic radiation is installed outside the gas cell behind the photodetectors and is optically coupled to them. The first and second photodetectors are arranged to detect radiation when illuminated from two opposite sides. In addition, the first and second optical filters are installed on two opposite sides of the first photodetector along the radiation of the first and second electromagnetic radiation sources, and the third and fourth optical filters are installed on the two opposite sides of the second photodetector along the radiation of the first and second electromagnetic radiation sources. A gas cell with a focusing element is made in the form of a cavity, the focusing element of which is its inner surface with a reflective coating. The signal processing unit further comprises serially connected input pulse commutator, amplifier, analog-to-digital converter, in addition
дополнительно введена схема управления токами источников излучения. Причем, первый и второй входы коммутатора входных импульсов являются первым и вторым входа ли блока обработки сигналов соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом микро-ЭВМ, первый управляющй выход которой соединен с управляющим входом коммутатора входных импульс-ов, второй управляющий выход соединен с управляющим входом схемы упрс1вления токами источников излучения, другой вход которой соединен с выходом второго фотоприемника, первый и второй выходы схемы управления источников электромагнитного излучения соединены с первым и вторым источниками излучения соответственно.In addition, a current control scheme for radiation sources has been introduced. Moreover, the first and second inputs of the input pulse switch are the first and second inputs of the signal processing unit, respectively, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the microcomputer, the first control output of which is connected to the control input of the switch of input pulses, the second control output is connected with the control input of the control circuit for currents of radiation sources, the other input of which is connected to the output of the second photodetector, the first and second outputs of the control circuit of electromagnetic radiation sources These are connected with the first and second radiation sources, respectively.
В сравнении с ближайшим ан.алог ом-прототип ом предлагаемое изобретение характеризуется следуюашми отличительными признаками:In comparison with the closest analogue, om-prototype om, the present invention is characterized by the following distinctive features:
-в газоанализатор дополнительно введен второй источник электромагнитного излучения, включ.ающего первую длину волны AI из области поглощения и вторую длину волны 2 из области прозрачности анализируемого газа;- a second source of electromagnetic radiation is added to the gas analyzer, including the first wavelength AI from the absorption region and the second wavelength 2 from the transparency region of the analyzed gas;
-дополнительно введены первый и второй оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны Xi из области поглощения анализируемого газа;- additionally introduced the first and second optical filters that transmit radiation with a wavelength of Xi from the absorption region of the analyzed gas;
-дополнительно введены третий и четвертый оптические фильтры, пропускающие излучение с длиной волны 2 из области прозрачности анализируемого газа;- In addition, the third and fourth optical filters are introduced, transmitting radiation with a wavelength of 2 from the transparency region of the analyzed gas;
-второй источник электромагнитного излучения установлен вне газовой кюветы за фотоприемниками;- a second source of electromagnetic radiation is installed outside the gas cell behind the photodetectors;
-вышеуказанный источник электромагнитного излучения оптически сопряжен с первым и вторым фотолриемниками;-the above source of electromagnetic radiation is optically coupled to the first and second photodetectors;
-первый и второй фотоприемники выполнены с возможностью регистрации излучения при освещении их с двух противоположных сторон;- the first and second photodetectors are configured to detect radiation when illuminated from two opposite sides;
установлены первый и второй оптические фильтры;the first and second optical filters are installed;
-с двух противоположных сторон второго фотоприемника по ходу излучения первого и второго источников электромагнитного излучения установлены третий и четвертый оптические фильтры;- from the two opposite sides of the second photodetector along the radiation of the first and second sources of electromagnetic radiation installed third and fourth optical filters;
-газовая кювета с фокусирующим элементом выполнена в виде полости, фокусируюпщм элементом которой является ее внутренняя поверхность со светоотражающим покрытием;- a gas cell with a focusing element is made in the form of a cavity, the focusing element of which is its inner surface with a reflective coating;
-блок обработки сигналов дополнительно содержит:The signal processing unit further comprises:
-коммутатор входных импульсов;Switch input pulses;
-yct /n m jf,-аналого-цифровой преобразователь;-yct / n m jf, -analog-to-digital converter;
-схема управления токлми источников электромагнитного излучения ;-the control circuit of the current sources of electromagnetic radiation;
-коммутатор входных импульсов, усилитель, аналогфифровой преобразователь и микро-ЭВМ соединены последовательно;- input pulse switch, amplifier, analogue-digital converter and micro-computers are connected in series;
-первый и второй входы коммутатора входных импульсов являются первым и вторым входами блока обработки сигналов соответственно;- the first and second inputs of the input pulse switch are the first and second inputs of the signal processing unit, respectively;
-первый управляющий выход микро-ЭВМ соединен с управляющим входом коммутатора входных импульсов;- the first control output of the microcomputer is connected to the control input of the input pulse commutator;
-второй управляющий выход микро-ЭВМ соединен с управляющим входом схемы управления токами источников электромагнитных излучений;- the second control output of the micro-computer is connected to the control input of the current control circuit of electromagnetic radiation sources;
-второй вход схемы управления токами источников электромагнитных излучений соединен с выходом второго фотоприемника;- the second input of the current control circuit of electromagnetic radiation sources is connected to the output of the second photodetector;
-первый выход схемы управления токами источников электромагнитного излучения соединен с первым источником электромагнитного излучения ;- the first output of the current control circuit of electromagnetic radiation sources is connected to the first electromagnetic radiation source;
-второй выход схемы управления токами электромагнитного излучения соединен со вторым источником электромагнитного излучения.- the second output of the electromagnetic radiation current control circuit is connected to a second electromagnetic radiation source.
основан на избирательном поглощении инфракрасного излучения молекулами газов.based on the selective absorption of infrared radiation by gas molecules.
На чертеже 1 представлена функциональная схема предлагаемого оптического абсорбционного газоанэлизатора.The drawing 1 shows a functional diagram of the proposed optical absorption gas analyzer.
На чертеже 2 представлена блок-схема реализованного оптического преобразователя газоанализатора.Figure 2 shows a block diagram of an implemented optical converter of a gas analyzer.
Газоанализатор, согласно чертежу 1, содержит первый измерительный источник 1 электромагнитного излучения, расположенные по ходу излучения кювету 2,первый и третий оптические фильтры 3 и 4, расположенные соответственно перед измерительным и опорным фотоприемниками 5 и б, второй - эталонный источник 7 электромагнитного излучения установлен вне газовой кюветы 2 с противоположной стороны фотоприемников 5 и 6 со вторым и четвертым оптическими фильтрами 8 и 9 соответственно и оптически с ними сопряжен, блок 10 обработки сигналов, первый вход которого соединен через первый разделительный усилитель 11 с выходом измерительного фотоприемника 5, а второй вход соединен через разделительный усилитель 12 с выходом опорного фотоприемника 6 содержит последовательно соединенные коммутатор 13 входных импульсов, усилитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15 и микро-ЭВМ 16, выход которой соединен с блоком 17 регистрации, первый управляющий выход микро-ЭВМ 16 соединен с управляющшу входом коммутатора 13, первый и второй входы которого являются первьш и вторым входами блока 10 обработки сигналов соответственно, второй управляющий выход микро-ЭВМ 16 соединен с управляющим входом схемы 18 управления токами источников электромагнитного излучения, второй вход которой соединен с выходом опорного фотоприемника 6, и одновременно с опорным резистором 19, второй вывод которого соединен с общим проводом прибора, первый и второй выходы схемы 18 управления подключены к источникам 1 и 7 электромагнитного излучения соответственно. Кроме того, последовательно с измерительным фотоприемником 5 соединено сопротивлением 20 HarpysKii, второй вывод которого соединен с общим проводом. к коммутатору 13 подключен датчик 21 контроля температуры.The gas analyzer, according to drawing 1, contains the first measuring source 1 of electromagnetic radiation located along the radiation of the cuvette 2, the first and third optical filters 3 and 4, located respectively in front of the measuring and reference photodetectors 5 and b, the second - a reference source of electromagnetic radiation 7 is installed outside gas cell 2 on the opposite side of the photodetectors 5 and 6 with the second and fourth optical filters 8 and 9, respectively, and optically coupled to them, a signal processing unit 10, the first input of which о is connected through the first isolation amplifier 11 to the output of the measuring photodetector 5, and the second input is connected through the isolation amplifier 12 to the output of the reference photodetector 6; it contains serially connected commutator 13 of input pulses, an amplifier 14, analog-to-digital converter 15, and a microcomputer 16, the output of which connected to the registration unit 17, the first control output of the microcomputer 16 is connected to the control input of the switch 13, the first and second inputs of which are the first and second inputs of the signal processing unit 10, respectively Naturally, the second control output of the microcomputer 16 is connected to the control input of the circuit 18 for controlling the current of electromagnetic radiation sources, the second input of which is connected to the output of the reference photodetector 6, and simultaneously with the reference resistor 19, the second output of which is connected to the common wire of the device, the first and second the outputs of the control circuit 18 are connected to sources 1 and 7 of electromagnetic radiation, respectively. In addition, HarpysKii resistance 20 is connected in series with the measuring photodetector 5, the second terminal of which is connected to a common wire. a temperature sensor 21 is connected to the switch 13.
Кроме того, в газоан.ализаторе, согласно чертежу 2, газовая кювета 2 выполнена в виде полости, например, в форме цилиндра, фокусирующим элементом которой является ее внутренняя поверхность со светоотражающим покрытием, на входном и выходном торцах кюветы 2 установлены оптические окна 22 и 23 соответственно, на наружной поверхности полости кюветы 2 установлены штуцер 24 для ввода газовой смеси и штуцер 25 для вывода газовой смеси.In addition, in the gas analyzer, according to Figure 2, the gas cell 2 is made in the form of a cavity, for example, in the form of a cylinder, the focusing element of which is its inner surface with a reflective coating, optical windows 22 and 23 are installed at the input and output ends of the cell 2 accordingly, on the outer surface of the cavity of the cuvette 2 there is a fitting 24 for introducing a gas mixture and a fitting 25 for discharging a gas mixture.
Измерительный источник 1 электромагнитного излучения установлен непосредственно перед оптичесг им окном 21 кюветы 2, за опти -шским окном 22 которой установлены оптически с ней сопряженные фотоприемники 5 и б с соответствующей им оптическими фильтрами 3,8 и 4,9, которые, в свою очередь оптически сопряжены со эталонным источником 7 электромагнитного излучения, установленным вне газовой кюветы 2 с противоположной стороны от фотоприемников 5 и 6 с фильтрами 8,9.The measuring source 1 of electromagnetic radiation is installed directly in front of the optical window 21 of the cuvette 2, behind the optical window 22 of which there are optically coupled photodetectors 5 and b with its corresponding optical filters 3.8 and 4.9, which, in turn, are optical coupled to a reference source 7 of electromagnetic radiation mounted outside the gas cell 2 on the opposite side of the photodetectors 5 and 6 with filters 8.9.
Измерительный источник 1 электромагнитного излучения предназначен для формирования на фотоприемниках 5 и 6 электрических сигналов, содержашлх информацию о концентрации анализируемого газа в кювете 2.Measuring source 1 of electromagnetic radiation is designed to form electrical signals on photodetectors 5 and 6, containing information on the concentration of the analyzed gas in the cell 2.
Газовая кювета 2 с принадлежащими ей оптическими окнами 22 и 23 и штуцерами 24 и 25 обеспечивают прохождение излучения через газовую кювету и фокусирование его на фотоприемниках;Gas cell 2 with its optical windows 22 and 23 and fittings 24 and 25 provide the passage of radiation through the gas cell and focusing it on photodetectors;
Фотоприемник 5 с фильтрами 3 и 8 и фотоприемник б с фильтрами 4 и 9 преобразуют излучение в электрические сигналы, пропорцион.альные соответственно интенсивностям излучения с длинами волн ЩA photodetector 5 with filters 3 and 8 and a photodetector b with filters 4 and 9 convert the radiation into electrical signals proportional to the radiation intensities with wavelengths U
Эталонный источник 7 электромагнитного излучения предназначен для учета влияния дестабилизир тошлх факторов, например, температура, пыль, влажность и т.д., влияюшт х на параметры фотоприемников.The reference source 7 of electromagnetic radiation is designed to take into account the influence of destabilizing factors, for example, temperature, dust, humidity, etc., affect the parameters of photodetectors.
- у входа коммутатора 13.- at the entrance of the switch 13.
-Блок 10 обработки сиг.н.аяоБ обеспечивает. преобразова15ие аналогового сигнала в цифровой , и далее преобразование его и вычисление концентрации измеряемого газа.-Block 10 signal processing. converting an analog signal to a digital one, and then converting it and calculating the concentration of the measured gas.
Устройство 17 регистрации обеспечивает вывод величины кснцентрации на табло прибора.The registration device 17 provides an output of the concentration value on the instrument panel.
Коммутатор 13 входных ймщ/лъсов предназначен для поочередного подключения блока 10 обработки сигналов с выходами фотоприемников 5 и 6.The switch 13 input ymsch / las is designed for alternately connecting the block 10 signal processing with the outputs of the photodetectors 5 and 6.
Усилитель 14 обеспечивает усиление полученного импульсного сигнала до уровня, обеспечивающего наилучшее использование параметров аналого-цифрового преобразователя 15.The amplifier 14 provides amplification of the received pulse signal to a level that ensures the best use of the parameters of the analog-to-digital Converter 15.
Интегрируюпщй аналого-цифровой преобразователь 15 позволяет измерить напряжение с высокой точностью.The integrating analog-to-digital converter 15 allows you to measure voltage with high accuracy.
Управляющая ЭВМ16 предназначена для управления коммутатором 13 входных импульсов, а также источниками 1 и 7 излучения через схему 18 управления, кроме того, ЭВМ16 осуществляет преобразование поступающих сигналов в соотнощение, предварительно заложенное, в ПЗУ ЭВМ16, вычисление его и определение величины концентрации газа.The control computer 16 is designed to control the switch 13 of the input pulses, as well as radiation sources 1 and 7, through the control circuit 18, in addition, the computer 16 converts the incoming signals into a ratio previously stored in the computer ROM 16, calculates it and determines the gas concentration value.
Блок 17 регистрации обеспечивает вывод значения концентрации на индикаторе табло.Block 17 registration provides the output value of the concentration on the indicator board.
Схема 18 управления токами источников излучения обеспечивает получение на входе измерительного и эталонного источников 1 и 7 излучения импульс тока заданной длительности и величину тока, определяемого напряжением снимаемым с опорного резистора 19 в промежутке времени между импульсами.The radiation source current control circuit 18 provides a current pulse of a given duration and a current value determined by the voltage removed from the reference resistor 19 in the time interval between the pulses at the input of the measuring and reference radiation sources 1 and 7.
Сопротивление 20 нагрузки обеспечивает типовое включение измерительного фотоприемника 5.The load resistance 20 provides a typical inclusion of the measuring photodetector 5.
НИКОВ (чувствительность).NIKOV (sensitivity).
Газоанализатор работает следующим образом.The gas analyzer operates as follows.
От микроэвм 16 на схему 18 управления токами источников излучения поступает управляющий сигнэл, определяющий параметры импульсов тока, поступающих поочередно с выхода схемы 18 управления на вход измерительного источника 1 излучения и на вход эталонного источника 7 излучения. Данные импульсы тока преобразуются в импульсы излучения, содержащего длины волн A-i и 2. из области поглощения и из области прозрачности анализируемого газа соответственно. СЮа фотоприемника 5 и 6 освещаются либо измерительным источником 1 излучения (через шовету 2), либо этсшонным источником 7 излучения (с обратной стороны) и преобразуют световые импульсы в измерительный и опорный электрические испульсные сигналы соответственно. Причем световой импульс от эталонного источника 7 излучения преобразуется в фотоприемниках 5 и 6 в электрические импульсы с напряжением Uia и соответственно. Аналогично, световой тшульс от измерительного источника 1 излучения преобразуется в фотоприемниках 5 и б в электрические импульсы с напряжением Узи и LUu соответственно. Амплитуда импульсов пропорциональна интенсивности света, падающего на фотоприемник.From the microcomputer 16, a control signal is supplied to the radiation source current control circuit 18, which determines the parameters of the current pulses, which are supplied alternately from the output of the control circuit 18 to the input of the measuring radiation source 1 and to the input of the reference radiation source 7. These current pulses are converted into radiation pulses containing wavelengths A-i and 2. from the absorption region and from the transparency region of the analyzed gas, respectively. The UCs of photodetector 5 and 6 are illuminated either by a measuring radiation source 1 (through a screen 2) or by an electronic source 7 of radiation (from the back) and converting light pulses into measuring and reference electric pulse signals, respectively. Moreover, the light pulse from the reference radiation source 7 is converted in the photodetectors 5 and 6 into electrical pulses with a voltage of Uia and, respectively. Similarly, the light pulse from the measuring radiation source 1 is converted in photodetectors 5 and b into electrical pulses with a voltage of Uzi and LUu, respectively. The amplitude of the pulses is proportional to the intensity of the light incident on the photodetector.
В зависимости от сигнала, поступающего от микро-ЭВМ 16 на управляющий вход коммутатора 13 входных импульсов измерительные и опорные электрические импульсы с выхода фотоприемников через соответствующие разделительные усилители 11 и 12 поочередно поступают на вход коммутатора 13 входных импульсов и далее с выхода коммутатора 13 через усилитель 14 на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 15, в котором преобразуются в цифровой код. Таким образом, на вход микро-ЭВМ 16 поступает последовательность цифровых кодов, соответствующих значениям аналогового импульсного сигнала, поступающего с выхода фотоприемников 5 и 6. В микро-ЭВМ 16 с помощью предварительно введенного в память соотнощения осуществляется его преобразование, вычисление и определение концентрации газа N, значение величины которой выводится на устройство 17 региотраоди. С целью исключения влияния неконтролируемых изменений параметров газоанализатора на измерения соотношение представлено в виде:Depending on the signal from the microcomputer 16 to the control input of the switch 13 of the input pulses, the measuring and reference electric pulses from the output of the photodetectors through the respective isolation amplifiers 11 and 12 are alternately fed to the input of the switch 13 of the input pulses and then from the output of the switch 13 through the amplifier 14 to the input of an analog-to-digital converter (ADC) 15, in which they are converted to a digital code. Thus, the input of the microcomputer 16 receives a sequence of digital codes corresponding to the values of the analog pulse signal from the output of the photodetectors 5 and 6. In the microcomputer 16, using the correlation previously entered into the memory, it is converted, calculated, and the gas concentration N is determined , the value of which is displayed on the device 17 regiotraodi. In order to exclude the influence of uncontrolled changes in the parameters of the gas analyzer on the measurements, the ratio is presented in the form:
Usu U23Usu u23
d (1), гдеd (1) where
U4u Ь1эU4u b1e
Uia - электрический сигн.ал на выходе разделительного усилителяUia - electrical signal at the output of the isolation amplifier
11,пропорциональный интенсивности излучения о длиной волны Xi от эталонного источника 7 излучения, попадающего на измерительный фотоприемник 5.11, which is proportional to the radiation intensity of the wavelength Xi from the reference radiation source 7 incident on the measuring photodetector 5.
и2э - электрический сигн.ал на выходе разделительного усилителяI2e - electrical signal at the output of the isolation amplifier
12,пропорциональный интенсивности излучения с длиной волны А2 от эталонного источника 7 излучения, попадающего на опорный фотоприемник б.12, proportional to the intensity of radiation with a wavelength of A2 from a reference source 7 of radiation incident on the reference photodetector b.
Usu - электрический сигнал на выходе разделительного усилителяUsu - electrical signal at the output of the isolation amplifier
11,пропорциональный интенсивности излучения с длиной волны AI от измерительного источника 1 излучения, попадающего на измерительный фотоприемник 5.11, proportional to the radiation intensity with a wavelength AI from the measuring source 1 of radiation incident on the measuring photodetector 5.
U4u - электрический сигнсш на выходе разделительного усилителяU4u - electrical signal at the output of the isolation amplifier
12,пропорциональный интенсивности излучения с длиной волны 2 от измерительного источника 1 излучения, попадающего на опорный фотоприемник 6.12, proportional to the radiation intensity with a wavelength of 2 from the measuring source 1 of radiation incident on the reference photodetector 6.
Оптически и электрически прибор настраивается таким образом, что в отсуствие контролируемого газа амплитуды всех четырех импульсов равны, т.е. d 1. В случае возможного изменения интенсивности одного или обоих источников электромагнитного излучения вследствие изменения например, питания, температуры, запыленности, влажности, деградации со временем и т.д., оба сигнала (измерительный и опорный) отOptically and electrically, the device is tuned in such a way that, in the absence of a controlled gas, the amplitudes of all four pulses are equal, i.e. d 1. In the event of a possible change in the intensity of one or both sources of electromagnetic radiation due to a change, for example, power, temperature, dust, humidity, degradation with time, etc., both signals (measuring and reference) from
чувствительности одного из фотоприемников по причинам, указанным выше, пропорционально изменятся амплитуды импульсов, получаемых в результате преобразования в фотоприемнике световых импульсов от обоих источников излучения, и их отношение, входящее в (1) также сохранится. Для учета изменений интенсивности источников или чувствительности фотоприемников на опорном резисторе 19 через обратную связь, введенную через схему 18 управления, поддерживается постоянное падение напряжения и, таким образом, полезный импульсный сигнал также будет постоянной величиной.the sensitivity of one of the photodetectors for the reasons mentioned above, the amplitudes of the pulses obtained as a result of the conversion of light pulses from both radiation sources in the photodetector will proportionally change, and their ratio included in (1) will also be preserved. To account for changes in the intensity of the sources or the sensitivity of the photodetectors on the reference resistor 19, a constant voltage drop is maintained through the feedback input through the control circuit 18, and thus, the useful pulse signal will also be a constant value.
При заполнении кюветы Е контролируемым газом ив величин, входящих в правую часть соотношения (1), изменится (уменьшится) только Изи из-за поглощения излучения газом. Соответственно, уменьшится и с1.When filling the cell E with a controlled gas and the quantities included in the right side of the relation (1), only Izi will change (decrease) due to absorption of radiation by the gas. Accordingly, c1 will decrease.
По нескольк1м поверочным газовым смесям с паспортизованными концентрациями Nl...Ni контролируемого газа строится градуировочная кривая соответствия величин d и N и вводится предварительно в память микро-ЭВМ16. При измерении неизвестной концентрации газа микро-ЭВМ 16 вычисляет d и по нему с помощью градуировочной кривой определяет концентрацию газа N.Using several calibration gas mixtures with certified concentrations of Nl ... Ni of the gas under control, a calibration curve is constructed for the values of d and N and is previously stored in the memory of the microcomputer16. When measuring an unknown gas concentration, the microcomputer 16 calculates d and from it using the calibration curve determines the gas concentration N.
Предлагаемый газоанализатор реализован в РНИИ Электронстандарт.The proposed gas analyzer is implemented in the RNII Electronstandard.
Все элементы конструкции прибора размещены в электропроводящем корпусе с сопротивлением не менее 10 Ом и изготовленном из алюминиевого сплава или пластмассы.All structural elements of the device are placed in an electrically conductive housing with a resistance of at least 10 Ohms and made of aluminum alloy or plastic.
В качестве газовой кюветы 2 использована алюминиевая трубка с полированной внутренней поверхностью длиной 70 мм и внутренним диаметром б мм с установленным на ней входным и выходным штуцерами А и 25, и оптическими окнами 22 и 23 на входном и выходном торцах трубки (см.черт.2).As a gas cuvette 2, an aluminum tube was used with a polished inner surface of 70 mm long and an inner diameter of b mm with inlet and outlet fittings A and 25 installed on it and optical windows 22 and 23 at the inlet and outlet ends of the tube (see Fig. 2 )
- 10 « ЖО, г.с.-Петербург. Например, для газоанализатора, измеряющего концентрацию углекислого газа изготовлен) комплект ФРМ1-4339, включ.ающий в себя два одинаковых светодиода, излучсющих в диапазоне 3,7 - 4Д мкм, и модуль, содержащий два фотоприемника и две пары оптических фильтров. Освещение каждого фотоприемника возможно с двух противоположных торцов модуля.В качестве фотоприемников использованы фоторезисторы. Одна пара оптических фильтров пропускает излучение с длиной волны Л 4,3 мкм, поглощаемое углекислым газом, вторая пара оптических фильтров пропускает излучение с длиной волны Л 3,9 мкм, для которого углекислый газ прозрачен. Эталонный излучатель устсшовлен вплотную к модулю фотопркемника для минимизации влияния анализируемого газа, содержащегося в атмосфере, на интенсивность эталонного излучения. Таким образом, при включении прибора излучение, например, измерительного светодиода фокусируется на фоторезисторы 5 и б, регистрируюшде, благодаря наличию оптических фильтров 3 и 4, интенсивность излучения с длиной волны, соответственно 4,3 UFM (рабочий канал) и 3,9 мкм (опорный канал). На измерительный и опорный фоторезисторы 5 и 6 подают стабилизированное напряжение +Uпит.. Последовательно включенное с измерительным фоторезистором 5 сопротивление 20 нагрузки и последовательно включенный с опорным фоторезистором б опорный резистор 19 выполнены на резисторах марки С2-29. Напряжение с вышеуказанных сопротивлений 20 и 19 через cooтвeтcтвyющ ie разделительные усилители 11 и 12, выполненные на малощумящлх операционных усилителях типа К544УД5, попадают на первый и второй входы коммутатора 13, управляемого от микро-ЭВМ16. Коммутатор 13 выполнен на основе КМОП коммутатора 561КТ2, с выхода которого импульсы напряжения попеременно либо от измерительного, либо опорного фоторезисторов попадают на вход усилителя 14, выполненного на основе малощумящего операционного усилителя К544УД5. Кроме того, с опорного резистора 19 опорного фоторезистора б постоянное напряжение подается на схему 18 управления- 10 "ZhO, St. Petersburg. For example, for a gas analyzer measuring the concentration of carbon dioxide, a set of FRM1-4339 was made, which includes two identical LEDs emitting in the range of 3.7 - 4D microns, and a module containing two photodetectors and two pairs of optical filters. Lighting of each photodetector is possible from two opposite ends of the module. Photoresistors are used as photodetectors. One pair of optical filters transmits radiation with a wavelength of L 4.3 microns absorbed by carbon dioxide, the second pair of optical filters transmits radiation with a wavelength of L 3.9 microns, for which carbon dioxide is transparent. The reference emitter is mounted close to the module of the photocell to minimize the influence of the analyzed gas contained in the atmosphere on the intensity of the reference radiation. Thus, when the device is turned on, the radiation, for example, of the measuring LED is focused on photoresistors 5 and b, which is recorded, due to the presence of optical filters 3 and 4, the radiation intensity with a wavelength of 4.3 UFM (working channel) and 3.9 μm, respectively reference channel). A stabilized voltage + Upit is supplied to the measuring and reference photoresistors 5 and 6 .. The load resistance 20 connected in series with the measuring photoresistor 5 and the supporting resistor 19 connected in series with the reference photoresistor b are made on resistors of the C2-29 brand. The voltage from the above resistances 20 and 19 through cooler ie isolating amplifiers 11 and 12, made on low-noise operational amplifiers of the type K544UD5, go to the first and second inputs of the switch 13, controlled by a microcomputer16. The switch 13 is made on the basis of the CMOS switch 561KT2, from the output of which the voltage pulses alternately either from the measuring or reference photoresistors go to the input of the amplifier 14, made on the basis of the low-noise operational amplifier K544UD5. In addition, from the reference resistor 19 of the reference photoresistor b, a constant voltage is supplied to the control circuit 18
токами светодиодов, выполненную на основе операционного усилителя 140УД1208. При уменьшении температуры окружающей среды постоянное напряжение на опорном резисторе 19 и сопротивлении нагрузки 20 уменьшается из-за увеличения темнового сопротивления фоторезисторов. Это напряжение с опорного резистора 19 подается на инвертирующий вход схемы управления 13 токов светодиодов. Так как зависимость чувствительности фоторезисторов и их темновое сопротивление имеют близкую температурную зависимость, то формируется петля обратной связи, поддерживающей величину импульсов напряжений постоянной независимо от внешних условий.LED currents, based on the operational amplifier 140UD1208. With decreasing ambient temperature, the constant voltage at the reference resistor 19 and the load resistance 20 decreases due to an increase in the dark resistance of the photoresistors. This voltage from the reference resistor 19 is supplied to the inverting input of the control circuit 13 of the LED currents. Since the dependence of the sensitivity of the photoresistors and their dark resistance have a close temperature dependence, a feedback loop is formed that maintains a constant voltage pulse value regardless of external conditions.
Длительность импульса тока (примерно 80 мкс) и светодиод - эталонный или измерительный, через который идет ток, определяются рабочей программой, занесенной в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), выполненное на основе интегральной микросхемы К573РФ5 или аналогичной и входящей в состав микро-ЭВМ 16. Величина протекающего тока через светодиоды 1 и 7 задается предварительной настройкой схемы управления 18 токами светодиодов и постоянным напряжением,- снимаемьм с нагрузки фоторезистора. Величина тока через светодиод при комнатной температуре устанавливается около 1 А. Усиленные импульсы с выхода усилителя (в качестве датчика температуры использовано термосопротивление ТР-1), затем поступают на интегрирующий аналого-цифровой преобразватель 15, выполненный с использованием операционных усилителей К140УД1208 и КР544УД5А (компаратор). Управляющая микро-ЭВМ 16, выполненная на основе процессора 1830БЕ31 обрабатывает выходное напряжение компаратора, запоминает число отсчетов, соответствующее каждому из импульсов и производит расчет концентрации по формуле (1), приведенной выше:The duration of the current pulse (approximately 80 μs) and the LED - reference or measuring, through which the current flows, are determined by the work program entered in the permanent storage device (ROM), made on the basis of the integrated circuit K573RF5 or similar and included in the microcomputer 16. The value of the flowing current through the LEDs 1 and 7 is set by pre-setting the control circuit of 18 LED currents and a constant voltage, which is removed from the load of the photoresistor. The current through the LED at room temperature is set to about 1 A. Amplified pulses from the output of the amplifier (the thermistor TP-1 was used as a temperature sensor), then they are fed to an integrating analog-to-digital converter 15 made using operational amplifiers K140UD1208 and KR544UD5A (comparator) . The control microcomputer 16, based on the 1830BE31 processor, processes the output voltage of the comparator, remembers the number of samples corresponding to each of the pulses and calculates the concentration according to the formula (1) above:
изи 23Easy 23
Алгоритм работы прибора следующий:The algorithm of the device is as follows:
-инициализация прибора;-initialization of the device;
-определяется температура окружающей среды путем подачи напряжения с термодатчика на АЦП, его измерение и определение по аблице предварительно .зашитой в ГБУ (постоянное запоминающее устройство) ЭВМ.- the ambient temperature is determined by supplying voltage from the temperature sensor to the ADC, its measurement and determination according to the table previously pre-wired in the computer (read-only memory).
-работает источник измерительного излучения, выход измерительного фотоприемника через коммутатор присоединен к усилителю, на АЦП производится измерение импульса Usu;- the source of the measuring radiation is working, the output of the measuring photodetector is connected to the amplifier through the switch, the Usu pulse is measured at the ADC;
-то же, но через коммутатор на АЦП подается импульс с выхода опорного фотоприемника U4u;- the same, but through the switch to the ADC, a pulse is supplied from the output of the reference photodetector U4u;
-работает эталонный источник излучения, выход измерительного фотоприемника через коммутатор присоединен к усилителю, на АПП производится измерение импульса Uis;- the reference radiation source is working, the output of the measuring photodetector is connected to the amplifier through the switch, and the pulse Uis is measured at the AMS;
-то же, но через коммутатор на АЦП подается импульс с выхода опорного фотоприемника Uog;- the same, but through the switch to the ADC, a pulse is supplied from the output of the reference photodetector Uog;
-измерения проводятся N раз после чего значения усредняются и производится расчет величины d;-measurements are taken N times after which the values are averaged and the value of d is calculated;
-производится сравнение измеренной величины с табличными данными, хранящимися в ПЗУ, измеренная величина корректируется с учетом температуры и определяется искомая концентрация, которая выводится на устройство регистрации 17, выполненный на основе жидкокристаллического индикатора ИЖЦ 18-4/7- the measured value is compared with the tabular data stored in the ROM, the measured value is adjusted according to the temperature and the desired concentration is determined, which is displayed on the recording device 17, made on the basis of the liquid crystal indicator ILC 18-4 / 7
Таким образом, предлагаемый газоанализатор обеспечивает высокую точность измерений и чувствительность прибора в щироком диапазоне рабочих температур, влажности и запыленности, за счет исключения зависимости измерений от температуры, влажности и запыленности, а также за счет выполнения блока обработки сигналов одноканальным, что значительно уменьшает погрещность электронной части прибора. Одновременно, достигнуто значительное упрощение конструкции и наде.здостьThus, the proposed gas analyzer provides high measurement accuracy and sensitivity of the device in a wide range of operating temperatures, humidity and dust, by eliminating the dependence of measurements on temperature, humidity and dust, and also by performing a signal processing unit single-channel, which significantly reduces the error of the electronic part device. At the same time, a significant simplification of the design and reliability have been achieved.
в эксплуатации, что позволяет использовать данный газоанализатор в полевых условиях. При измерении концентрации С02 за 10% об. в диапазоне температур -10. . обеспечивается точность +5% от измеряемой концентрации.in operation, which allows the use of this gas analyzer in the field. When measuring the concentration of CO2 for 10% vol. in the temperature range of -10. . accuracy of + 5% of the measured concentration is ensured.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96108704/20U RU5030U1 (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96108704/20U RU5030U1 (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU5030U1 true RU5030U1 (en) | 1997-09-16 |
Family
ID=48267184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96108704/20U RU5030U1 (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU5030U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493554C2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-09-20 | Данфосс Икса А/С | Gas sensor with bandpass filters and appropriate gas sensor system |
| WO2017105275A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Микросенсор Технолоджи" | Led-based optical cell with a parallel beam of radiation |
| RU2650853C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Fiber-optical distribution vibroacoustic sensor based on phase-sensitive reflectometer and method of improving its characteristics of sensitivity |
| EA030406B1 (en) * | 2015-12-18 | 2018-07-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Микросенсор Технолоджи" | Parallel-flux optical cell based on light-emitting diodes of 1600–5000 nm spectral range |
-
1996
- 1996-04-25 RU RU96108704/20U patent/RU5030U1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493554C2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-09-20 | Данфосс Икса А/С | Gas sensor with bandpass filters and appropriate gas sensor system |
| WO2017105275A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Микросенсор Технолоджи" | Led-based optical cell with a parallel beam of radiation |
| EA030406B1 (en) * | 2015-12-18 | 2018-07-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Микросенсор Технолоджи" | Parallel-flux optical cell based on light-emitting diodes of 1600–5000 nm spectral range |
| RU2650853C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Fiber-optical distribution vibroacoustic sensor based on phase-sensitive reflectometer and method of improving its characteristics of sensitivity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4171909A (en) | Apparatus for measuring light intensities | |
| US5307146A (en) | Dual-wavelength photometer and fiber optic sensor probe | |
| EP0480753B1 (en) | Optical analytical instrument and method | |
| CN101105449A (en) | Double light source double sensitive element infra-red multiple gas detection sensor | |
| US3428401A (en) | Flame photometer | |
| EP0939895A1 (en) | Multifunctional photometer apparatus | |
| RU5030U1 (en) | OPTICAL ABSORPTION GAS ANALYZER | |
| WO1998021564A1 (en) | Multifunctional photometer apparatus | |
| US3775013A (en) | Optical turbidimeter apparatus | |
| CN109342368B (en) | Dual-path contrast measurement spectrometer based on reference light signals and measurement method | |
| Johnston | Gas monitors employing infrared LEDs | |
| RU2109269C1 (en) | Optical absorption gas analyzer | |
| US4057734A (en) | Spectroscopic apparatus with balanced dual detectors | |
| RU2596035C1 (en) | Infrared optical gas analyzer | |
| Grattan et al. | Dual wavelength optical fibre sensor for pH measurement | |
| US7227642B2 (en) | Absorbance monitor | |
| US4484819A (en) | Reflectometer | |
| RU2710083C1 (en) | Infrared optical gas analyzer with automatic temperature correction | |
| RU2287803C2 (en) | Multiple-component ir-range gas analyzer | |
| JPS6010132A (en) | Optical measuring instrument | |
| Jones et al. | A field-deployable dual-wavelength fiber-optic pH sensor instrument based on solid-state optical and electrical components | |
| JPH09133628A (en) | Analyzer provided with built-in composite element | |
| Grattan et al. | pH sensor using a LED source in a fibre optic device | |
| RU2044303C1 (en) | Gas analyzer | |
| RU216148U1 (en) | Optoelectronic gas analyzer |