SU1182345A1 - Коррел ционный анализатор газа - Google Patents

Abstract

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР ГАЗА, содержащий расположенные последовательно на оптической оси светофильтр , выдел ющий рабочую область спектра, маску, фокусирующую оптику и фотоприемник, св занный с системой обработки и регистрации сигнала, включающей селективные блоки, о тличающийс  тем, что, с целью повьшени  очности и воспроизводимости результатов измерений, увеличени  срока службы устройства, он дополнительно содержит фазовращатель , генератор опорного сигнала с частотой 1

Description

Изобретение относитс  к оптичес кому приборостроению и может быть пользовано при создании газоанализ торов, обладающих большой селектив ностью. Цель изобретени  - повышение то ности и воспроизводимости.результатов измерений, увеличение срока службы устройства. На фиг. 1 изображена схема корр л ционного анализатора газа; на фиг.2 - кривые зависимости пропуска ни  от длины.волны интерференционно го светофильтра, анализируемого газа , интерферометра Фабри-Перо, а также эпюры сигналов, поступающих с опорного генератора и ФЭУ. Коррел ционный сигнализатор газов содержит бленду 1, светофильтр 2, интерферометр Фабри-Перо, зеркал 3 которого установлено неподвижно, а зеркало 4 - на пьезокерамике 5, подключенной через фазовращатель 6 к генератору 7 опорного сигнала, линзу 8, в фокусе которой установлена диафрагма 9 и рассеивающа  пластина 10, фотоприемник (ФЭУ) 11 селективный (резонансный) усилитель 12, детектор 13, основной усилитель 14, индикатор 15, усилитель 16, синхронный детектор 17 и усилитель 18 посто нного тока. На фиг. 2 показаны кривые 19-2 зависимости пропускани  от длины волны интерференционного светофильт ра, анализируемого газа (SO) и интерферометра Фабри-Перо соответственно и эпюры сигналов 22 и 23, поступающих с опорного генератора и ФЭУ соответственно. Коррел ционньй анализатор газа работает следующим образом. Рассе нное солнечное излучение проходит через объем, содержащий . анализируемый газ, и приобретает характерную спектральную структуру в области 300 нм за счет наличи  интенсивных линий поглощени  SOg. Далее излучение поступает в анализатор через бленду 1, предотвращающую попадание пр мого солнечного излучени , проходит интерференционньй светофильтр 2,который выдел ет рабочую область спектра анализатора 298 - 304 нм и попадает на интерферометр Фабри-Перо, образованный зеркалами 3 и 4. Толщину интерферометра выбирают из услови  совпаде45 ни  периода структуры 50 ( Л-,. ) и i JU области дисперсии интерферометра ( &;.) : d 1/2й, В данном случае структура полос пропускани  SOg и интерферометра полностью совпадают (фиг.2, кривые 20 и 21). Дл  получени  на выходе интерферометра промодулированного светового потока зеркало 4 установлено на пьезокерамике 5, на которую подаетс  управл ющее напр жение звуковой частоты ( Гц) от опорного генератора 7 через фазовращатель 6. При этом частотное положение интерференционных максимумов периодически колеблетс  с той же частотой относительно своего среднего положени , совпадающего с положением полос пропускани  в спектре SOg, что вызывает амплитудную модул цию светового потока, прошедшего через интерферометр на удвоенной частоте, причем амплитуда промодулированного светового потока пропорциональна интенсивности полос поглощени  S02 т.е. концентрации 80 в исследуемом объеме . Дл  получени  максимальной глубины амплитудной модул ции при той же концентрации SO необходимо, чтобы частотное смещение интерференционных максимумов соответствовало изменению пор дка интерференции,.т.е. в крайних точках этого смещени  частотное положение т-го интерференционного максимума занимало, например, (т-1)-й максимум . Последнее выполн етс , если разность хода интерферирующих лучей изменитс  на величину, равную длине волны 7 этих лучей, т.е. Д -ь f,, - (71-0Л 7k . Поскольку Л 2сЗ, то толщина интерферометра долж- ; на изменитьс  на (/2. Дл  этого амплитуда сигнала опорного генератора 7 должна иметь величину и 2 где об - коэффициент линейного расширени  управл ющего элемента интерферометра под действием прилагаемого напр жени . Промодулированный таким образом световой поток фокусируетс  линзой 8 на диафрагму 9, определ ющую угловое поле анализатора. Рассеивающа  пластина 10, размещенна  за диафрагмой , рассеивает равномерно сфокусированное излучение на фотокатод ФЭУ 11. Сигнал, снимаемый с ФЭУ, поступает на резонансный усилитель

Claims (2)

1. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР ГАЗА, содержащий расположенные последовательно на оптической оси светофильтр, выделяющий рабочую область спектра, маску, фокусирующую оптику и фотоприемник, связанный с системой обработки и регистрации сигнала, включающей селективные блоки, о тличающийся тем, что, с целью повышения Точности и воспроизводимости результатов измерений, увеличения срока службы устройства, он дополнительно содержит фазовра щатель, генератор опорного сигнала с частотой ί_{0 ;} синхронный детектор и усилитель постоянного тока, при этом маска выполнена в виде сканирующего интерферометра Фабри-Перо с управляющим элементом толщиной J = = ---, где йЗ - частотный период 2ь9 структуры характерной полосы поглощения анализируем’ого газа, управляющий элемент интерферометра связан через фазовращатель с первым выходом генератора опорного сигнала амплитудой U _г
2. 2«’ где вс - коэффициент линейного расширения управляющего элемента; длина волны в максимуме пропускания светофильтра, фотоприемник дополнительно связан с первым входом дополнительного синхронного детектора, второй вход которого связан с вторым выходом генератора опорного сигнала, а выход с входом усилителя постоянного тока, выход которого связан с управляющим элементом интерферометра, а селективные блоки системы обработки и регистрации сигнала выбраны с частотой пропускания, равной 2.f₀ .

   I 1182345 2