SU1114150A1 - Двухканальный газоанализатор - Google Patents

Abstract

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР , содержащий оптически св занные источник излучени , модул тор , осуществл ющий модул цию рабочего и опорного потоков излучени  на разных частотах, рабочую и опорную кюветы, средства фокусировки рабочего и опорного потоков на приемник излучени , а также предварительньй усилитель, св занный с синхронным детектором опорного канала , выход которого св зан с первым входом сравнивающего устройства, соединенного с измерителем отношени , и регистрирующий прибор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и уменьшени  габаритов устройства, он дополнительно содержит синхронный фильтр, электронный ключ, усилитель переменного напр жени  и синхронный детектор, при этом вход синхронного фильтра св зан с предварительным усилителем, а выход - с .вторым входом сравнивающего устройства, электронный ключ включен между выходом синхронного детектора опорного канала и первым входом сравнивающего устройства, и его выход соединен с одним из входов измерител  отноW шени , а усидитель переменного нас: пр жени  и синхронньй детектор вклю- ; чены последовательно между выходом измерител  отношени  и регистрирующим прибором.

Description

Изобретение относитс  к области аналитического приборостроени  и может быть использовано дл  контрол  выбросовпромышленных предпри тий в атмосферу, дп  определени  концентраций токсичности газов, присут- CTByioppix в выхлопах автомобилей,энергетических установок и р де технологических процессов, требующих, непрерывного контрол  состава газов.

Известен газоанализатор, содержащий источник излучени , модул тор.

две кюветы - опорную и рабочую, приемник излучени , устройство обработки и регистратор.

Недостатком.данного газоанализатора  вл етс  то, что основное усиление сигнала происходит на посто нном токе, т.е. дл  данного газоанализатора присущи все недостатки схем усилителей посто нного тока сдвиг нул , дрейф нул , что значительно снижает точность измерений, особенно при измерении слабых концентраций газов, так как при этом необходимо большое усиление.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  двухканальный газоанализатор , содержащий оптически св занные источник излучени , модул тор ocyщecтвл ющиli модул цию рабочего и опорного потоков излучени  на разных частотах, рабочую и опорную кюветы , средства фокусировки рабочего и опорного потоков на приемник излучени , а также предварительный усилитель, св занный с синхронным детектором опорного канала, выход которого св зан с первым входом сравнивающего устройства, соединенного с измерителем отношени , и регистрирующий прибор.

Недостатком устройства  вл етс  низка  чувствительность при измерени х и сравнительно большие габариты оптической части, вызванные необходимостью примен ть кюветы большой длины. Применение кювет большой длины не обеспечивает достаточного повьшени  чувствительности устройства, так как при этом увеличиваетс  длина оптического пути между источником и приемником, а это приводит к уменьшению энергии излучени , дошедшего от излучател  до приемника, сужению диапазона измер емых концентраций , а также к увеличению дрейфа светового пучка по приемной площадке приемника излучени .

Так как информаци  о концентрации исследуемого газа заключена в разности выходных напр жений синхронных детек1;оров, то при измерении слабых концентраций (когда уровни посто нных напр жений на выходах синхронных детекторов близки друг к другу ) основную погрешность в измерени  внос т сдвиг и дрейф уровней выходных сигналов синхронных детекторов , сравнивающего устройства и измерител  отношени , что значительно снижает чувствительность устройства. Цель изобретени  - повышение чувствительности и уменьшение габаритов

устройства.

Цель достигаетс  тем, что двухканальный газосигнализатор, содержащий оптически св занные источник излучени , модул тор, осуществл ющий

модул цию рабочего и опорного потоков излучени  на разных частотах, рабочую и опорную кюветы, средства

фокусировки рабочего и опорного потоков на приемник излучени , а такж предварительный усилитель, св занный с синхронным детектором опорного канала, выход которого св зан с первым входом сравнивающего устройства , соединенного с измерителем отношени , и регистрирующий прибор, дополнительно содержит синхронный фильтр, электронный ключ, усилитель переменного напр жени  и синхронный детектор, при этом вход синхронного фильтра св зан с предварительным услителем , а выход - с вторым входом сравнивающего устройства,, электронный ключ включен между выходом синхронного детектора опорного канала и первым входом сравнивающего уст-, ройства, и его выход св зан с одним из входов измерител  отношени , а усилитель переменного напр жени  и синхронный детектор .вклйчены последовательно между выходом измерител  отношени  и регистрирующим прибором Устройство по сн етс  чертежом,Газоанализатор содержит источник излучени  1, расположенный в фокусе сферического зеркала, модул тор 2, модулирующий на разных частотах световые потоки, проход щие соответственно через рабочую 3 и опорную 4 кюветы, фокусирующую систему 5, предназначенную дл  фокусировки светового потока на приёмную пло-, щадку приемника излучени , оптический фильтр 6, приемник излучени  7, св занный с приемником предварительный усилитель 8, синхронный фильтр 9 синхронный Детектор опорного канала 10, электронный ключ 11, сравнивающее устройство 12, измеритель отношени  13, усилитель переменного напр жени  14, синхронный детектор 15, регистрирующий прибор 16, причем выход предварительного усилител 8 соединён со входами синхронного фильтра 9 и синхронного детектора опорного канала 10. Выход синхронного фильтра 9 соединен с вторым входом сравнивающего устройства 12, а выход синхронного детектора опорного канала 10 через электронный ключ 11 подключен к первому входу сравнивающего устройства 12 и к одному из входов измерител  отношени  13, второй вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства 12, выход измерител  отноше5

ни  13 через усилитель переменного напр жени  14 подключен к входу синхронного детектора 15, а выход синхронного детектора 15 соединен с регистрирующим прибором 16.

Устройство работает следующим

образом.

I

Излучение от источника излучени 

Iраздел етс  на два потока и на разных частотах модул ции пропускагетс  через рабочую 3 и опорную 4 кюветы. Модул ци  светового потока осуществл етс  модул тором 2. Далее световой поток фокусируетс , проходит через оптический фильтр 6 и попадает на приемник излучени  7, в котором оптический сигнал преобразуетс  в электрический. Электрический сигнал, усиленный предварительным усилителем 8, поступает на входы синхронного фильтра 9 и синхронного детектора опорного канала 10. Управл ющим напр жением дл  синхронного фильтра 9  вл етс  переменное напр жение, частота которого равна частоте модул ции потока, проход щего через рабочую 3 кювету, а частота управл ющего напр жени  дл  синхронного детектора опорного канала равна частоте модул ции пото- ка, проход щего через опорную 4 кювету . В результате на выходе синхронного фильтра 9 по вл етс  переменное напр жение, частота которого равна частоте модул ции потока, проход щего через рабочую кювету,

а амплитуда пропорциональна интенсивности излучени , проход щего через рабочую кювету. На выходе синхронного детектора опорного канала 10 по вл етс  посто нное напр жение пропорциональное интенсивности излучени , проход щего через опорную кювету. Благодар  электронному ключу

I1посто нное напр жение на выходе

141506

синхронного детектора опорного канала преобразуетс  в переменное, измен ющеес  с частотой, равной частоте модул ции потока, проход щего через рабочую кювету. Переменные напр жени  с выхода синхронного фильтра 9 и с выхода электронного ключа 11 поступают на входы сравнивающего

0 устройства 12. С выхода сравнивающего устройства 12напр жение, пропорциональное разности входных напр х ений , поступает на один из входов измерител  отношени  13, На вто15 Р° вход измерител  отнощени  13 поступает напр жение, полученное на выходе электронного -ключа 11. С выхода измерител  отношени  13 после соответствующего усилени  в усилителе

20 переменного напр рцени  14 переменный сигнал, амплитуда которого пропорциональна концентрации исследуемого газа в рабочей кювете, поступает на вход синхронного детек25 тора 15. Частота управл ющего напр жени  синхронного детектора 15 равна частоте модул ции потока, проход щего через рабочую кювету. С выхода синхронного детектора сигнал,

30 пропорциональный концентрации анализируемого газа, поступает на регистрирующий прибор 1б.

Данное устройство позвол ет повысить чувствительность устройства в 10-20 раз за счет работы устройства

35 на переменном токе, уменьшить габариты оптической части прибора за счет уменьшени  длины рабочей и опорной кювет в 2-3 раза благодар  примене .Q нию в устройстве усилител  переменного напр жени , и увеличить диапа-зон измер емых концентраций в 5 10 раз (в область слабых концентраций за счет повышени  чувствительд5 ности, а в область больших концентраций за счет уменьшени  длины рабочей и опорной кювет). .

Claims (1)

1. ДВУХКАНАПЬНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптически связанные источник излучения, модулятор, осуществляющий модуляцию рабочего и опорного потоков излучения на разных частотах, рабочую и опорную кюветы, средства фокусировки рабочего и опорного потоков на приемник излучения, а также предварительный усилитель, связанный с синхронным детектором опорного канала, выход которого связан с первым