SU1156467A1 - Gas concentration optical meter - Google Patents

Gas concentration optical meter Download PDF

Info

Publication number
SU1156467A1
SU1156467A1 SU823442121A SU3442121A SU1156467A1 SU 1156467 A1 SU1156467 A1 SU 1156467A1 SU 823442121 A SU823442121 A SU 823442121A SU 3442121 A SU3442121 A SU 3442121A SU 1156467 A1 SU1156467 A1 SU 1156467A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical axis
meter
optical
spectral
plate
Prior art date
Application number
SU823442121A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.М. Хапланов
Т.Г. Сизенко
В.И. Астахов
Original Assignee
Центральная аэрологическая обсерватория
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 Центральная аэрологическая обсерватория filed Critical Центральная аэрологическая обсерватория
Priority to SU823442121A priority Critical patent/SU1156467A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1156467A1 publication Critical patent/SU1156467A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА, содержащий коллиматор , диспергирующую систему, устройство дл  перестройки рабочих участков спектра и фотодетектор, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности за счет выделени  гармонической составл ющей спектральных полос поглощени  исследуемого газа, увеличени  надежности и упроще1 2 3 1 Т 8 ни  конструкции за счет устранени  подвижных частей, диспергирующа  система и устройство дл  перестройки спектральных полос пропускани  выполнены в виде интерференционно-пол ризованного светофильтра, состо щего из двух скрещенных между собой и разнесенных по оптической оси измерител  пол ризаторов, между которыми размещена дво копреломл юща  пластина с осью, ориентированной перпендикул рно оптической оси измерител , и втора  пластина с оптической осью, ориентированной параллельно оптической оси измерител , изготовленна  из дво копреломл ющего кристалла, один из электрооптических (Л коэффициентов которой К, Kjj, К отличен от нул , и снабженна  управл ющими электродами, соединенными с генератором периодически измен ющегос  напр жени , амплитуда которого соответствует вьщелению гармонической составл ющей спектральных полос поел глощени . о о 1OPTICAL GAS CONCENTRATION MEASURER containing a collimator, a dispersing system, a device for restructuring working spectral regions and a photodetector, characterized in that, in order to increase accuracy by isolating the harmonic component of the spectral absorption bands of the test gas, increase reliability and simplify 1 3 3 T 8 Neither the structure due to the elimination of moving parts, the dispersing system and the device for tuning the spectral bandwidths are made in the form of interference-polarized a filter consisting of two polarizer meters separated between themselves and spaced apart along the optical axis, between which there is a duplicating plate with an axis oriented perpendicular to the optical axis of the meter, and a second plate with an optical axis oriented parallel to the optical axis of the meter, made of a two-crystal electron crystal, one of the electro-optical (whose coefficients K, Kjj, K is different from zero, and provided with control electrodes connected to the generator periodically The external voltage, the amplitude of which corresponds to the allocation of the harmonic component of the spectral bands of absorption. about about 1

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  газовых примесей в атмосфере и контрол  загр знени  окружающей среды,This invention relates to a technique for measuring gaseous impurities in the atmosphere and controlling environmental pollution,

Известно устройство дл  измерени  концентрации газовых примесей в атмосфере в котором используетс  метод дифференциальногопоглощени  света внутри и вне полос поглощени  снета . Дл  выделени  рабочих участков спектра примен етс  диспергирующа  система в виде монохроматора с призмой или дифракционной решеткой и щелью. Недостатками устройства  вл ютс  низка  точность измерений из-за зависимости результатов измерений от однородности освещени  входной щели, а также сложность измерител  . A device is known for measuring the concentration of gaseous impurities in the atmosphere in which the method of differential absorption of light inside and outside the absorption bands is used. A dispersion system in the form of a monochromator with a prism or diffraction grating and a slit is used to isolate the working parts of the spectrum. The drawbacks of the device are low measurement accuracy due to the dependence of measurement results on the uniformity of illumination of the entrance slit, as well as the complexity of the meter.

Ближайщим техническим решением к предложенному  вл етс  оптический измеритель концентрации газа, содержащий коллиматор, диспергирующую систему, устройство дл  перестройки рабочих участков спектра и фотодетектор.The closest technical solution to the proposed is an optical gas concentration meter containing a collimator, a dispersing system, a device for restructuring the working spectral regions and a photodetector.

Недостатками этого измерител   вл ютс  низка  точность измерений вследствие чувствительности к неоднородности освещени  входной щели и вли нию посторонних газов и, кроме того, сложность конструкции.The disadvantages of this meter are low measurement accuracy due to sensitivity to irregularities in the illumination of the entrance slit and the influence of extraneous gases and, in addition, the complexity of the design.

Цель изобретени  - увеличение точности за счет вьщелени  гармонической составл ющей спектральных полос поглощени  исследуемого газа, увеличение надежности и упрощение конструкции за счет устранени  подвижных частей.The purpose of the invention is to increase the accuracy due to the selection of the harmonic component of the spectral absorption bands of the test gas, increase reliability and simplify the design by eliminating moving parts.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в оптическом измерителе концент .рации газа, содержащем коллиматор, диспергирующую систему, устройство дл  перестройки рабочих участков спектра и фотодетектор, диспергирующа  система и устройство дл  перестройки спектральных полос пропускани  выполнены в виде интерференционно-пол ризационного светофильтра, состо щего из двух скрещенных между собой и разнесенных по оптической оси измерител  пол ризаторов, между которыми размещена дво копреломл юща  пластина с осью, ориентированной перпендикул рно оптической оси измерител , и втора  пластина с оптической осью, ориентированной параллельно оптической оси измерител , изготовленна  из дво копреломл ющегоThis goal is achieved by the fact that in an optical gas concentration meter containing a collimator, a dispersing system, a device for restructuring the working spectral regions and a photodetector, a dispersing system and a device for restructuring the spectral bandwidths are made in the form of an interference polarization filter consisting of two crossed between themselves and separated along the optical axis of the meter polarizers, between which is placed a duplicating plate with an axis oriented perpendicular meter angles to the optical axis and a second plate having an optical axis oriented parallel to the optical axis meter manufactured from FEB guide kopreloml

кристалла, один из злектрооптических козффициентов которой К , K,,i , , отличен от нул , и снабженна  управл ющими электродами, соединенными с генератором периодически измен ющегос  напр жени , амплитуда которого соответствует выделению гармонической составл ющей спеткральных полос поглощени .a crystal, one of whose electro-optical coefficients is K, K ,, i, is non-zero, and is equipped with control electrodes connected to a generator of periodically varying voltage, the amplitude of which corresponds to the selection of the harmonic component of the spectral absorption bands.

Техническое решение по сн етс  чертежом.The technical solution is shown in the drawing.

По оптической оси измерител  расположены коллиматор 1, пол ризатор 2, дво копреломл юща  пластина 3. Оптическа  ось пластины 3 перпендикул рна оптической оси измерител  и составл ет угол 45 с плоскостью пол ризации пол ризатора 2. Она выполн ет функцию фазовой пластины Вуда, т.е. создает дисперсию фаз световой волны. Толщина пластины выбрана с таким расчетом, чтобы набег фазы между спектральными компонентами, соответствующими максимуму и минимуму поглощени , в исследуемом газе составл л полволны. Пластина 4 выполнена из дво копреломл ющего кристалла, один из электрооптических коэффициентов которого, КCollimator 1, polarizer 2, double plate 3 are located along the optical axis of the meter. The optical axis of the plate 3 is perpendicular to the optical axis of the meter and makes an angle of 45 with the polarization plane of the polarizer 2. It performs the function of the Wood phase plate, t. e. creates a phase dispersion of the light wave. The plate thickness is chosen so that the phase incursion between the spectral components corresponding to the maximum and minimum absorption in the test gas is half a wave. Plate 4 is made of a double-refractive crystal, one of whose electro-optical coefficients, K

5-2 , К 3 , наприК5-2, K 3, for example

4141

мер, коэффициент К 63, отличен от нугл . Оптическа  ось пластины 4 ориентирована параллельно оптической оси измерител . На световых гран х .эта пластина снабжена электропроводными светопрозрачными электродами 5 и 6 и выполн ет функцию управлени  в  чейке Поккельса. При подключении к электродам электрического напр жени  эта пластина вносит разность фаз, складывающуюс  с разностью фаз, создаваемой пластиной 3, настройка интерференционно-пол ризационного фильтра по длине волны измер етс .measures, the coefficient K 63, is different from nugl. The optical axis of the plate 4 is oriented parallel to the optical axis of the meter. On the light edges, this plate is provided with electrically conductive translucent electrodes 5 and 6 and performs the control function in a Pockels cell. When an electrical voltage is applied to the electrodes, this plate introduces a phase difference, folding with the phase difference created by plate 3, the setting of the interference polarization filter is measured by the wavelength.

За пластиной 4 с электродами 5 и 6 установлен пол ризатор 7, скрещенный с пол ризатором 2.Behind the plate 4 with electrodes 5 and 6 there is a polarizer 7, crossed with a polarizer 2.

За пол ризатором 7 установлен интерференционный светофильтр 8 или пластина из цветного стекла, выполн юща  функцию ацодизации спектра. За интерференционным светофильтром 8 установлен фотоумножитель 9, соединенный с узкополосньм усилителем 10, синхродетектором 11 и индикатором 12, Источник питани  13 охвачен обратной св зью по среднему значению анодного тока фотоумножител  9. Переменное напр жение на электродыBehind the polarizer 7, an interference filter 8 or a plate made of colored glass is installed, which performs the function of spectrum spectralization. A photomultiplier 9 is mounted behind the interference light filter 8, which is connected to a narrowband amplifier 10, a sync detector 11 and an indicator 12. The power supply 13 is covered by feedback on the average value of the anode current of the photomultiplier 9. AC voltage on the electrodes

Claims (1)

ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА, содержащий коллиматор, диспергирующую систему, устройство для перестройки рабочих участков спектра и фотодетектор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности за счет выделения гармонической составляющей спектральных полос поглощения исследуемого ния конструкции за счет устранения подвижных частей, диспергирующая система и устройство для перестройки спектральных полос пропускания выпол· йены в виде интерференционно-поляризованного светофильтра, состоящего из двух скрещенных между собой и разнесенных по оптической оси измерителя поляризаторов, между которыми размещена двоякопреломляющая пластина с осью, ориентированной перпендикулярно оптической оси измерителя, и вторая пластина с оптической осью, ориентированной параллельно оптической оси измерителя, изготовленная из двоякопреломляющего кристалла, один из электрооптических коэффициентов которой K4l, KJ2, К£э отличен от нуля, и снабженная управляющими электродами, соединенными с генератором периодически изменяющегося напряжения, амплитуда которого соответствует выделению гармонической составляющей спектральных полос по-OPTICAL GAS CONCENTRATION METER, containing a collimator, a dispersing system, a device for tuning the working parts of the spectrum and a photodetector, characterized in that, in order to increase accuracy by highlighting the harmonic component of the absorption spectral bands of the structure under study by eliminating moving parts, a dispersing system and device for tuning the spectral bandwidths of the performance in the form of an interference-polarized filter consisting of two crossed between s wallpaper and polarizers spaced along the optical axis of the meter, between which a birefringent plate with an axis oriented perpendicular to the meter’s optical axis is placed, and a second plate with an optical axis oriented parallel to the meter’s optical axis made of a birefringent crystal, one of which electro-optical coefficients K 4l , K J2 , K £ e is non-zero, and equipped with control electrodes connected to a generator of periodically varying voltage, the amplitude of which corresponds to The separation of the harmonic component of the spectral bands .. SU ,„.1156467 глощения... SU, „. 1156467 absorption. газа, увеличения надежности и упроще-gas, increase reliability and simplify 1 И564671 I56467
SU823442121A 1982-05-29 1982-05-29 Gas concentration optical meter SU1156467A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442121A SU1156467A1 (en) 1982-05-29 1982-05-29 Gas concentration optical meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442121A SU1156467A1 (en) 1982-05-29 1982-05-29 Gas concentration optical meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1156467A1 true SU1156467A1 (en) 1987-09-15

Family

ID=21013081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823442121A SU1156467A1 (en) 1982-05-29 1982-05-29 Gas concentration optical meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1156467A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696586A (en) * 1995-03-21 1997-12-09 Sci-Tec Instruments Inc. Optical correlation gas analyzer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кильдал X., Байр Р.Л. Сравнение лазерных методов дистанционного обнаружени веществ, загр зн ющих атмос-. феру. ТИИЭР, т.59, № 12, 1971, с.529. Патент US № 3518002, кл. 356-97, G 0 J 3/42, опублик.1974. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696586A (en) * 1995-03-21 1997-12-09 Sci-Tec Instruments Inc. Optical correlation gas analyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE35355E (en) Method and arrangement for measuring the optical absorptions of gaseous mixtures
Green et al. Derivative luminescence spectrometry
EP0396320B1 (en) A method and apparatus for remotely and portably measuring a gas of interest
US4035083A (en) Background correction in spectro-chemical analysis
Shindo et al. Circular dichroism measurements. I. Calibration of a circular dichroism spectrometer
JPS58204340A (en) Method and device for continuously measuring quantity of aerosol particle in gas sample
US3032654A (en) Emission spectrometer
RU2135983C1 (en) Process measuring transmission, circular dichroism and optical rotation of optically active substances and dichrograph for its realization
Ade et al. Free-standing grids wound from 5 μm diameter wire for spectroscopy at far-infrared wavelengths
SU1156467A1 (en) Gas concentration optical meter
US3994592A (en) Method of determining the concentration ratio of two substances
US5696586A (en) Optical correlation gas analyzer
US3518002A (en) Spectrometer
Strojek et al. Derivative spectrophotometry. Application to trace sulfur dioxide analysis
US3549260A (en) Spatially dispersive correlation interferometer
CA1058415A (en) Monochromatic detection of plural rotational raman spectra generated by multiple frequency excitation
Hallikainen et al. Acousto‐optic color spectrometer
Brody et al. Photoelectric Fabry-Perot interferometer for assay of lead and uranium isotopes
Shindo et al. New polarization‐modulation spectrometer for simultaneous circular dichroism and optical rotatory dispersion measurements. II. Design, analysis, and evaluation of a prototype model
RU2083959C1 (en) Method of measurement of concentration of gases by usage of correlation fourier spectroscopy
US3545865A (en) Spectropolarimeter
IE52735B1 (en) Atomic absorption spectrophotometer providing background correction using the zeeman effect
SU1733982A1 (en) Method of petrol identification
SU813205A1 (en) Gas analyzer
US3561873A (en) Recording spectropolarimeter with zero-level compensator