RU77046U1 - INTERFERENCE GAS ANALYZER - Google Patents

INTERFERENCE GAS ANALYZER Download PDF

Info

Publication number
RU77046U1
RU77046U1 RU2008125638/22U RU2008125638U RU77046U1 RU 77046 U1 RU77046 U1 RU 77046U1 RU 2008125638/22 U RU2008125638/22 U RU 2008125638/22U RU 2008125638 U RU2008125638 U RU 2008125638U RU 77046 U1 RU77046 U1 RU 77046U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
interference
gas analyzer
concentration
nature
Prior art date
Application number
RU2008125638/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Мандыч
Михаил Алексеевич Осипов
Николай Васильевич Федорец
Original Assignee
Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский военный институт биологической и химической безопасности" Министерства обороны Российской Федерации (ФГОУ СВИБХБ МО РФ)
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 Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский военный институт биологической и химической безопасности" Министерства обороны Российской Федерации (ФГОУ СВИБХБ МО РФ) filed Critical Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский военный институт биологической и химической безопасности" Министерства обороны Российской Федерации (ФГОУ СВИБХБ МО РФ)
Priority to RU2008125638/22U priority Critical patent/RU77046U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU77046U1 publication Critical patent/RU77046U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Интерференционный газоанализатор относится к области измерительной техники и может быть использован для количественного определения концентрации отдельных компонент в многокомпонентной газовой смеси. Задачей полезной модели является расширение технических характеристик и повышение точности определения концентрации вредных примесей в многокомпонентной газовой смеси за счет исследования сигналов, имеющих только одной природу происхождения. Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в снижении восприимчивости газоанализатора к акустическим и вибрационным шумам, а также уменьшении помехозащищенности устройства. Поставленная задача достигается тем, что интерференционный газоанализатор содержит источник широкополосного оптического излучения, оптический фильтр, две кюветы с идентичными характеристиками: сравнительную с "нулевым" газом и измерительную с анализируемым газом, регистрирующее устройство. При этом в измерительную кювету с исследуемой газовой смесью добавлен микрометрический винт, а оптический фильтр представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, на входе которой установлена диафрагма с одной щелью, а на выходе - с двумя щелями, при этом регистрирующее устройство представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, установленную на выходе из кювет и окуляр. Разность показателей преломления анализируемого газа определяется относительно эталонного с известным показателем преломления. При этом характер расположения интерференционных полос позволяет определить сам газ, а сдвиг полос между верхними и нижними интерференционными полосами - его концентрацию. Использование одной природы исследуемых сигналов способствует снижению восприимчивости газоанализатора к акустическим и вибрационным шумам. Отсутствие зависимости от влияния внешних факторов делает процесс исследования и регистрации помехоустойчивым. Интерференционный газоанализатор может найти применение в системах контроля микроконцентраций аварийно опасных и отравляющих примесей, находящихся в воздухе. 1 илл.An interference gas analyzer belongs to the field of measurement technology and can be used to quantify the concentration of individual components in a multicomponent gas mixture. The objective of the utility model is to expand the technical characteristics and increase the accuracy of determining the concentration of harmful impurities in a multicomponent gas mixture by studying signals of only one nature of origin. The technical result that can be obtained using the utility model is to reduce the susceptibility of the gas analyzer to acoustic and vibrational noise, as well as to reduce the noise immunity of the device. The problem is achieved in that the interference gas analyzer contains a source of broadband optical radiation, an optical filter, two cuvettes with identical characteristics: a comparative one with a "zero" gas and a measuring one with an analyzed gas, a recording device. At the same time, a micrometer screw is added to the measuring cell with the gas mixture under study, and the optical filter is a biconvex collecting lens with a diaphragm with one slit at the input and two slots at the output, while the recording device is a biconvex collecting lens installed at the exit of the cuvette and eyepiece. The difference in the refractive indices of the analyzed gas is determined relative to the reference with a known refractive index. Moreover, the nature of the arrangement of interference fringes allows one to determine the gas itself, and the shift of the fringes between the upper and lower interference fringes - its concentration. The use of one nature of the studied signals helps to reduce the susceptibility of the gas analyzer to acoustic and vibrational noise. The absence of dependence on the influence of external factors makes the research and registration process noise-immune. An interference gas analyzer can find application in systems for monitoring microconcentrations of hazardous and toxic impurities in the air. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для количественного определения концентрации отдельных компонент в многокомпонентной газовой смеси.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to quantify the concentration of individual components in a multicomponent gas mixture.

Известны газоанализаторы, построенные на методе абсорбционной спектроскопии в области ИК-излучения, имеющие в своем составе широкополосные источники инфракрасного излучения и расположенные на их оптических осях измерительную и сравнительную газовые кюветы, компенсационную кювету и оптико-пневматические приемники оптического излучения, использующие эффект изменения давления заключенного в них газа при поглощении этим газом падающего на него оптического излучения (Ж. Аш и др. Датчики измерительных систем. Книга 2. гл.19, с.403. М.: Мир, 1992.).Known gas analyzers built on the method of absorption spectroscopy in the field of infrared radiation, incorporating broadband sources of infrared radiation and located on their optical axes measuring and comparative gas cuvettes, a compensation cuvette and optical-pneumatic optical radiation detectors using the effect of changing the pressure concluded in gas during the absorption of optical radiation incident on it (J. Ash et al. Sensors of measuring systems. Book 2. chap. 19, p. 403. M .: Mir, 1992.).

Известен построенный по такой схеме оптико-акустический газоанализатор ГИАМ (Д.Л. Бронштейн, Н.Н. Александров. Современные средства измерения загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989, гл.3, с.147).The well-known optical-acoustic gas analyzer GIAM built according to this scheme is known (D.L. Bronstein, NN Aleksandrov. Modern means of measuring atmospheric pollution. L .: Gidrometeoizdat, 1989, chap. 3, p. 147).

Газоанализатор построен по двухканальной схеме и имеет в составе каждого из каналов идентичные источники широкополосного оптического излучения, на оптической оси каждого из которых последовательно установлены измерительная (сравнительная) кюветы и оптико-пневматические приемники оптического излучения, причем в одном из каналов через измерительную кювету принудительно прокачивают контролируемую газовую смесь, а в другом - сравнительная кювета заполнена "нулевым" газом (азотом или чистым воздухом), фильтрационные же кюветы обоих каналов заполнены чистым "мешающим" газом, влияние которого на результаты измерения контролируемой газовой компоненты требуется исключить. Выходы оптико-пневматических приемников через согласующие устройства подключены к вычислительному устройству, в котором на основе относительной величины пневматических сигналов, вызванных поглощением оптического излучения в оптико-пневматических приемниках первого и второго каналов, определяется концентрация искомой газовой компоненты в прокачиваемой через измерительную кювету газовой смеси.The gas analyzer is built according to a two-channel scheme and has identical broadband optical radiation sources in each of the channels, on the optical axis of each of which measuring (comparative) cuvettes and optical-pneumatic optical radiation receivers are installed, and in one of the channels a controlled pump is forcedly pumped through the measuring cuvette a gas mixture, and in the other, a comparative cuvette is filled with "zero" gas (nitrogen or clean air), while filtration cuvettes of both canals s filled pure "interfering" gas, whose influence on the measurement results controlled the gas component to be excluded. The outputs of the optical-pneumatic receivers through the matching devices are connected to a computing device in which, based on the relative value of the pneumatic signals caused by the absorption of optical radiation in the optical-pneumatic receivers of the first and second channels, the concentration of the desired gas component in the gas mixture pumped through the measuring cell is determined.

Основным недостатком известного газоанализатора является низкая защищенность его от влияния акустических и вибрационных помех, обусловленная использованием в качестве чувствительного элемента оптико-пневматических приемников акустического микрофона. Это обстоятельство приводит к тому, что, несмотря на то, что расчетная чувствительность этого типа газоанализаторов по многим попадающим в область его измерения газам достаточно высока (вплоть до фоновых значений концентраций), на практике применение этих типов газоанализаторов существенно ограничено. Высокая степень восприимчивости этого типа газоанализаторов к акустическим и вибрационным шумам существенно ухудшает величину пороговой чувствительности анализа и делает его малопригодным для использования в широкой практике в реальных производственных условиях.The main disadvantage of the known gas analyzer is its low protection against the influence of acoustic and vibrational noise, due to the use of optical-pneumatic receivers of an acoustic microphone as a sensitive element. This circumstance leads to the fact that, despite the fact that the calculated sensitivity of this type of gas analyzers for many gases falling into the region of its measurement is quite high (up to background concentrations), in practice, the use of these types of gas analyzers is significantly limited. The high degree of susceptibility of this type of gas analyzers to acoustic and vibrational noise significantly worsens the threshold sensitivity of the analysis and makes it unsuitable for use in widespread practice in real production conditions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Фототермоакустический газоанализатор» (Патент РФ на изобретение №2207546, G01N 21/61, опубл. 27.06.2003 г.).The closest in technical essence and the achieved technical effect to the proposed technical solution is "Photothermoacoustic gas analyzer" (RF Patent for the invention No. 2207546, G01N 21/61, publ. 06/27/2003).

Для снижения восприимчивости газоанализатора к акустическим и вибрационным шумам фототермоакустический газоанализатор содержит два оптических канала с идентичными источниками широкополосного оптического излучения и вычислительное устройство. В каждом канале на оптических осях источников установлены по три кюветы: в первом - фильтрационная, измерительная и регистрирующая, во втором - фильтрационная, сравнительная и регистрирующая. Через измерительную кювету прокачивают исследуемую газовую смесь, сравнительная заполнена "нулевым" газом, а обе регистрирующие - газом, концентрацию которого следует определить в составе исследуемой газовой смеси. Новым в устройстве являются дополнительно введенные генератор электрических импульсов, измеритель временных интервалов и две пары акустически согласованных между собой излучателей и приемников ультразвуковых колебаний. Последние расположены попарно внутри регистрирующих кювет. Техническим результатом является увеличение чувствительности и помехозащищенности устройства.To reduce the susceptibility of the gas analyzer to acoustic and vibrational noise, the photothermal-acoustic gas analyzer contains two optical channels with identical sources of broadband optical radiation and a computing device. Three cuvettes are installed in each channel on the optical axis of the sources: in the first - filtration, measuring and recording, in the second - filtration, comparative and recording. The test gas mixture is pumped through the measuring cuvette, the comparative gas is filled with “zero” gas, and both of them are filled with gas, the concentration of which should be determined as part of the gas mixture under study. New in the device are the additionally introduced electric pulse generator, a time interval meter and two pairs of acoustically coordinated emitters and receivers of ultrasonic vibrations. The latter are located in pairs inside the recording ditches. The technical result is an increase in the sensitivity and noise immunity of the device.

В данном газоанализаторе информация о концентрации искомой газовой компоненты содержится в величине разности скорости распространения ультразвуковых колебаний в регистрирующих кюветах первого и второго каналов, которая In this gas analyzer, information on the concentration of the desired gas component is contained in the magnitude of the difference in the velocity of propagation of ultrasonic vibrations in the recording cells of the first and second channels, which

не зависит от влияния внешних факторов и делает процесс регистрации исключительно помехоустойчивым.It does not depend on the influence of external factors and makes the registration process extremely noise-resistant.

Существенным недостатком данного газоанализатора является необходимость строгой идентичности источников широкополосных излучателей и фильтрационных кювет, расположенных сразу же после них для обеспечения высокой точности совпадения характеристик. Кроме того, точность измерения концентрации нахождения ВВ в воздушной среде зависит от характера нагрева газовой среды в кюветах, а также от идентичности акустических приемников. С другой стороны, многократное преобразование природы исследуемого сигнала: оптический, ультразвуковой, термический и, наконец, временные интервалы, также сказываются на точности измерения. Кроме того, газоанализатор предназначен для определения только одного вредного вещества, находящегося в воздушной среде, т.к. регистрирующие кюветы заполняются тем самым газом, концентрацию которого следует определить.A significant drawback of this gas analyzer is the need for strict identity of the sources of broadband emitters and filter cuvettes located immediately after them to ensure high accuracy of coincidence of characteristics. In addition, the accuracy of measuring the concentration of explosives in the air depends on the nature of the heating of the gas medium in the cells, as well as on the identity of the acoustic receivers. On the other hand, the multiple transformation of the nature of the signal under study: optical, ultrasonic, thermal and, finally, time intervals, also affect the measurement accuracy. In addition, the gas analyzer is designed to determine only one harmful substance in the air, because recording cuvettes are filled with the same gas, the concentration of which should be determined.

Устранить этот недостаток можно путем использования когерентных волн, у которых разность фаз колебаний не меняется со временем. При этом более целесообразным способом определения концентрации является интерференционный, а не фототермоакустический. При этом исследуемые сигналы представляют собой когерентные волны.This drawback can be eliminated by using coherent waves, in which the phase difference of the oscillations does not change with time. In this case, a more appropriate way to determine the concentration is interference, rather than photothermoacoustic. In this case, the studied signals are coherent waves.

В теории интерференции оперируют не разностью фаз накладывающихся волн, а разностью хода их лучей.In the theory of interference, they operate not on the phase difference of the superimposed waves, but on the path difference of their rays.

Задачей полезной модели является расширение технических характеристик и повышение точности определения концентрации вредных примесей в многокомпонентной газовой смеси за счет исследования сигналов, имеющих только одной природу происхождения.The objective of the utility model is to expand the technical characteristics and increase the accuracy of determining the concentration of harmful impurities in a multicomponent gas mixture by studying signals of only one nature of origin.

Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в снижении восприимчивости газоанализатора к акустическим и вибрационным шумам, а также уменьшении помехозащищенности устройства.The technical result that can be obtained using the utility model is to reduce the susceptibility of the gas analyzer to acoustic and vibrational noise, as well as to reduce the noise immunity of the device.

Поставленная задача достигается тем, что интерференционный газоанализатор содержит источник широкополосного оптического излучения, оптический фильтр, две кюветы с идентичными характеристиками: сравнительную с "нулевым" The problem is achieved in that the interference gas analyzer contains a source of broadband optical radiation, an optical filter, two cuvettes with identical characteristics: comparative with "zero"

газом и измерительную с анализируемым газом, регистрирующее устройство. При этом в измерительную кювету с исследуемой газовой смесью добавлен микрометрический винт, а оптический фильтр представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, на входе которой установлена диафрагма с одной щелью, а на выходе - с двумя щелями, при этом регистрирующее устройство представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, установленную на выходе из кювет и окуляр.gas and measuring with the analyzed gas, a recording device. At the same time, a micrometer screw is added to the measuring cell with the gas mixture under study, and the optical filter is a biconvex collecting lens with a diaphragm with one slit at the input and two slots at the output, while the recording device is a biconvex collecting lens installed at the exit of the cuvette and eyepiece.

Принципиальная схема интерференционного газоанализатора приведена на фиг.1, а на фиг.2 - система интерференционных полос, наблюдаемая в газоанализаторе,A schematic diagram of an interference gas analyzer is shown in figure 1, and figure 2 is a system of interference fringes observed in a gas analyzer,

где: 1 - широкополосный излучатель;where: 1 - broadband emitter;

2 - диафрагма с одной щелью;2 - diaphragm with one slit;

3 - двояковыпуклая собирающая линза;3 - biconvex collecting lens;

4 - диафрагма с двумя щелями;4 - diaphragm with two slits;

5 - сравнительная кювета с "нулевым" газом;5 - comparative cuvette with a "zero" gas;

6 - измерительная кювета с анализируемым газом;6 - measuring cell with the analyzed gas;

7 - микрометрический винт;7 - micrometer screw;

8 - двояковыпуклая собирающая линза;8 - biconvex collecting lens;

9 - окуляр.9 - eyepiece.

Интерференцию волн можно наблюдать только в том случае, если складывающиеся волны когерентны. Когерентными называются волны, у которых разность фаз колебаний не меняется со временем.Wave interference can only be observed if the folding waves are coherent. Coherent waves are waves in which the phase difference of the oscillations does not change with time.

Интерференционный метод измерения основан на получении интерференционной картины от двух когерентных световых пучков, прошедших через две параллельные щели.The interference measurement method is based on obtaining an interference pattern from two coherent light beams passing through two parallel slits.

Источником света интерференционного газоанализатора служит широкополосный излучатель, который создает ярко освещенная щель S, от которой световая волна падает на две равноудаленные щели S1 и S2, параллельные щели S (фиг.1). Таким образом, щели S1 и S2 играют роль когерентных источников.The light source of the interference gas analyzer is a broadband emitter, which creates a brightly lit slit S, from which the light wave falls on two equally spaced slits S 1 and S 2 parallel to the slit S (Fig. 1). Thus, the gaps S 1 and S 2 play the role of coherent sources.

В теории интерференции оперируют не разностью фаз накладывающихся волн, а разностью хода лучей. Разность хода лучей и разность фаз колебаний - величины пропорциональные.In the theory of interference, they operate not on the phase difference of the superimposed waves, but on the path difference of the rays. The difference in the path of the rays and the difference in the phases of the oscillations are proportional.

Введем понятие оптической длины пути как произведение геометрического We introduce the concept of optical path length as a product of geometric

хода луча на абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяется данный луч (т.е. расстояние, которое прошел бы свет в вакууме за то время, в течение которого свет идет в данном веществе)the path of the beam to the absolute refractive index of the medium in which the given beam propagates (i.e. the distance that light would travel in a vacuum during the time during which light travels in a given substance)

где l - геометрическая длина пути (расстояние между источником света и той точкой, в которой рассчитывается интерференционная картина);where l is the geometric path length (the distance between the light source and the point at which the interference pattern is calculated);

n - абсолютный показатель преломления среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в данной среде меньше скорости света в вакууме:n is the absolute refractive index of the medium. It shows how many times the speed of light in a given medium is less than the speed of light in a vacuum:

Принцип работы интерференционного газоанализатора.The principle of operation of the interference gas analyzer.

Пучок лучей от источника света со сплошным спектром (лампы накаливания) 1, пройдя через диафрагму 2 с одной щелью S, собирающую линзу 3 и диафрагму 4 с двумя щелями S1 и S2, разделяется на два канала.A beam of rays from a continuous spectrum light source (incandescent lamp) 1, passing through aperture 2 with one slit S, collecting lens 3 and aperture 4 with two slits S 1 and S 2 , is divided into two channels.

Лучи выходят из линзы 4 параллельными лучами и окружены с ее обеих сторон одинаковой средой.The rays exit the lens 4 in parallel rays and are surrounded on both sides by the same medium.

На пути лучей против щелей S1 и S2 устанавливаются две кюветы с идентичными характеристиками: сравнительную 5 с "нулевым" газом и измерительную 6 с анализируемым газом.On the path of the beams against the slits S 1 and S 2 are installed two cuvettes with identical characteristics: comparative 5 with a "zero" gas and measuring 6 with the analyzed gas.

Возникают две спектральные интерференционные полосы, расположенных одна над другой, причем верхняя картина подвижная, нижняя - неподвижная (фиг.2).There are two spectral interference fringes located one above the other, with the upper picture moving, the lower one fixed (figure 2).

В случае, когда кюветы заполнены одной и той же воздушной средой, т.е. разность хода между лучами от обеих щелей S1 и S2 равна нулю, то верхняя система полос совпадает с нижней (фиг.2, а).In the case when the cuvettes are filled with the same air medium, i.e. the path difference between the rays from both slits S 1 and S 2 is equal to zero, then the upper system of bands coincides with the lower (Fig. 2, a).

Если в одной кювете оставить эталонную воздушную среду с показателем преломления n0, а в другую поместить исследуемую воздушную среду с показателем преломления n1, то появится дополнительная разность ходаIf you leave the reference air medium with a refractive index n 0 in one cuvette and place the test air medium with a refractive index n 1 in another, then an additional travel difference

вследствие чего верхняя система полос сдвинется относительно нижней (фиг.2,б). Это смещение будет зависеть от разности показателей преломления сравниваемых воздушных сред (n1-n0).as a result, the upper system of strips will move relative to the lower (figure 2, b). This displacement will depend on the difference in the refractive indices of the compared air media (n 1 -n 0 ).

Если на пути одного луча поместить микрометрический винт 7, выполненного в виде компенсационного клина переменной толщины 7 (фиг.1), вносящий дополнительную разность хода, то, передвигая клин, можно добиться того, что разность хода, даваемая клином, будет равна нулю и интерференционные полосы вернутся в исходное положение (фиг.2, а).If in the path of one beam to put a micrometer screw 7, made in the form of a compensation wedge of variable thickness 7 (figure 1), introducing an additional difference in stroke, then moving the wedge, it is possible to achieve that the difference in stroke given by the wedge is equal to zero and interference the strip will return to its original position (figure 2, a).

Микрометрический винт 7 проградуирован так, что поворот на одно деление изменяет разность хода на (1/30)λ. Если смещение полос достигается поворотом винта на N делений, то разность хода, вносимая клином The micrometer screw 7 is calibrated so that a turn by one division changes the stroke difference by (1/30) λ. If the displacement of the strips is achieved by turning the screw by N divisions, then the stroke difference introduced by the wedge

Приравнивая уравнения и после небольших преобразований получимEquating Equations and after small transformations we get

Микрометрический винт интерференционного газоанализатора имеет две шкалы: неподвижную с 30 делениями и подвижную со 100 делениями. Поэтому вся шкала компенсации имеет 3000 делений.The micrometer screw of the interference gas analyzer has two scales: fixed with 30 divisions and movable with 100 divisions. Therefore, the entire compensation scale has 3,000 divisions.

Возникшая между интерферирующими лучами оптическая разность хода Δ=(n1-n0)·l. Изменение разности хода приведет к сдвигу интерференционных полос. Этот сдвиг можно характеризовать величинойThe optical path difference arising between the interfering rays Δ = (n 1 -n 0 ) · l. Changing the stroke difference will result in a shift in the interference fringes. This shift can be characterized by

которая показывает, на какую часть ширины интерференционной полосы сместилась интерференционная картина. Измеряя величину m при известных λ, n0 и l, можно вычислить или изменение nx, или изменение nx-n0.which shows how much of the width of the interference strip the interference pattern has shifted. By measuring the value of m with known λ, n 0 and l, one can calculate either a change in n x or a change in n x -n 0 .

В фокальной плоскости линзы 8 (F) создается система интерференционных полос, которая наблюдается с помощью окуляра 9 (фиг.1).In the focal plane of the lens 8 (F) creates a system of interference fringes, which is observed using the eyepiece 9 (figure 1).

Порядок работы интерференционного газоанализатора.The operating procedure of the interference gas analyzer.

1. Включить широкополосный излучатель (осветительную лампу) 1. В отсутствии кювет 5, 6 убедиться в совпадении верхних и нижних интерференционных полос. При этом микрометрический винт 7 должен занимать положение, соответствующее нулю делений по обеим шкалам.1. Turn on the broadband emitter (light lamp) 1. In the absence of ditches 5, 6, make sure that the upper and lower interference fringes match. In this case, the micrometer screw 7 should occupy a position corresponding to zero divisions on both scales.

2. Поместить кюветы 5, 6 в газоанализатор. При этом обе кюветы должны быть заполнены "нулевым" газом (азотом или чистым воздухом). Газоанализатор должен показать «ноль» прибора. Если нижние и верхние полосы смещены (фиг.2), 2. Place the ditches 5, 6 in the gas analyzer. In this case, both cuvettes must be filled with "zero" gas (nitrogen or clean air). The gas analyzer should show a “zero” instrument. If the lower and upper stripes are offset (figure 2),

то необходимо возвратить их в исходное положение вращением микрометрического винта 7 и зафиксировать отсчет N0. Это будет «ноль» прибора.it is necessary to return them to their original position by rotating the micrometer screw 7 and fix the count N 0 . This will be the “zero” device.

3. Заменить одну из кювет на кювету 6, через которую пропускают контролируемую газовую смесь (на фиг.1 эта кювета расположена справа).3. Replace one of the cuvettes with cuvette 6 through which the controlled gas mixture is passed (in Fig. 1 this cuvette is located on the right).

4. С помощью микрометрического винта добиться совмещения верхних и нижних интерференционных полос.4. Using a micrometer screw, achieve alignment of the upper and lower interference bands.

5. Рассчитать показатели преломления исследуемой воздушной среды по формуле5. Calculate the refractive indices of the investigated air medium according to the formula

6. По графику n=f(С), определить неизвестную концентрацию Cx. Если такого графика нет, то необходимо построить график n=f(С), повторив пункты 1-5 несколько раз и откладывая n по оси ординат, а С - по оси абсцисс.6. According to the graph n = f (C), determine the unknown concentration of C x . If there is no such graph, then it is necessary to construct the graph n = f (C), repeating steps 1-5 several times and putting n on the ordinate, and C on the abscissa.

Интерференционный газоанализатор позволяет измерять показатель преломления анализируемого газа очень малых концентраций с очень высокой точностью (до 1/1000000).An interference gas analyzer allows you to measure the refractive index of the analyzed gas at very low concentrations with very high accuracy (up to 1/1000000).

Таким образом, разность показателей преломления анализируемого газа определяется относительно эталонного с известным показателем преломления. При этом характер расположения интерференционных полос позволяет определить сам газ, а сдвиг полос между верхними и нижними интерференционными полосами - его концентрацию.Thus, the difference in the refractive indices of the analyzed gas is determined relative to the reference with a known refractive index. Moreover, the nature of the arrangement of interference fringes allows one to determine the gas itself, and the shift of the fringes between the upper and lower interference fringes - its concentration.

Использование одной природы исследуемых сигналов способствует снижению восприимчивости газоанализатора к акустическим и вибрационным шумам. Отсутствие зависимости от влияния внешних факторов делает процесс исследования и регистрации помехоустойчивым.The use of one nature of the studied signals helps to reduce the susceptibility of the gas analyzer to acoustic and vibrational noise. The absence of dependence on the influence of external factors makes the research and registration process noise-immune.

Интерференционный газоанализатор может найти применение в системах контроля микроконцентраций аварийно опасных и отравляющих примесей, находящихся в воздухе.An interference gas analyzer can find application in systems for monitoring microconcentrations of hazardous and toxic impurities in the air.

Claims (1)

Интерференционный газоанализатор, содержащий источник широкополосного оптического излучения, оптический фильтр, две кюветы с идентичными характеристиками: сравнительную с "нулевым" газом и измерительную с анализируемым газом, регистрирующее устройство, отличающийся тем, что в измерительную кювету с исследуемой газовой смесью добавлен микрометрический винт, а оптический фильтр представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, на входе которой установлена диафрагма с одной щелью, а на выходе - с двумя щелями, при этом регистрирующее устройство представляет собой двояковыпуклую собирающую линзу, установленную на выходе из кювет и окуляр.
Figure 00000001
An interference gas analyzer containing a source of broadband optical radiation, an optical filter, two cuvettes with identical characteristics: a comparative one with a "zero" gas and a measuring one with an analyzed gas, a recording device, characterized in that a micrometer screw is added to the measuring cell with the studied gas mixture, and the optical the filter is a biconvex collecting lens, at the entrance of which there is a diaphragm with one slit, and at the exit with two slits, while recording the device is a biconvex collecting lens mounted at the exit of the cuvette and eyepiece.
Figure 00000001
RU2008125638/22U 2008-06-26 2008-06-26 INTERFERENCE GAS ANALYZER RU77046U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125638/22U RU77046U1 (en) 2008-06-26 2008-06-26 INTERFERENCE GAS ANALYZER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125638/22U RU77046U1 (en) 2008-06-26 2008-06-26 INTERFERENCE GAS ANALYZER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU77046U1 true RU77046U1 (en) 2008-10-10

Family

ID=39928269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008125638/22U RU77046U1 (en) 2008-06-26 2008-06-26 INTERFERENCE GAS ANALYZER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU77046U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499235C2 (en) * 2009-04-17 2013-11-20 Данфосс Икса А/С Gas sensor using band-pass filters to measure source temperature
RU219452U1 (en) * 2023-04-15 2023-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "Евротехлаб" MULTI-COMPONENT GAS ANALYZER FTIRGAS 22

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499235C2 (en) * 2009-04-17 2013-11-20 Данфосс Икса А/С Gas sensor using band-pass filters to measure source temperature
RU219452U1 (en) * 2023-04-15 2023-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "Евротехлаб" MULTI-COMPONENT GAS ANALYZER FTIRGAS 22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4818705A (en) Method and apparatus for analyzing the composition of the exhaust gas of any internal combustion engine
CN104568836B (en) Low-concentration and multi-component gas detection method based on integration of multiple spectrum technologies
CN102353634B (en) Online calibration method of laser online detection system for direction of gas contents in smoke
CN102353633B (en) Flue gas content laser on-line detection method and system
CN105067564B (en) A kind of optical fiber gas concentration detection method with temperature compensation capability
CN103940767B (en) Based on the gas concentration inversion method of multiple manifold study
Buldakov et al. Raman gas-analyzer for analyzing environmental and technogenic gas media
RU77046U1 (en) INTERFERENCE GAS ANALYZER
CN103558165B (en) A kind of dual-wavelength difference methane concentration sensor
CN202092947U (en) Optical axis adjusting mechanism of smoke gas content on-line laser detecting system
RU126136U1 (en) NATURAL GAS COMPOSITION ANALYZER
CN107462525A (en) A kind of spectral signature parameter method of testing of linear variable filter
JPS58156837A (en) Measuring device for optical gas analysis
RU2484450C1 (en) Infrared detector for measurement of concentration of molecules of toxic gases in air flow
CN109115720A (en) A kind of long measurement method simultaneously with gas concentration of the effective journey of multi-way gas absorption cell
CN104062266A (en) Device and method for measuring refractive index of gas on basis of white-light frequency-domain interferometry
CN202133612U (en) Laser online detection system for detecting gas content of smoke
RU134648U1 (en) LIDAR SYSTEM FOR REMOTE MEASUREMENT OF CONCENTRATIONS OF POLLUTANTS IN THE ATMOSPHERE
RU132548U1 (en) FIRE PHOTOMETER
CN112504988A (en) Gas detection device and gas detection method
CN106226268A (en) A kind of porous silicon silicon porous silicon gas sensor based on evanescent wave resonance
RU51742U1 (en) GAS ANALYZER
US20230375468A1 (en) Multi-monochromatic light source system for slope spectroscopy
CN109238990B (en) Gas concentration detection system and method
Wu et al. Methane detector based on the principle of NDIR

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090627