SU1188599A1

SU1188599A1 - Способ баланса нул оптических газоанализаторов

Info

Publication number: SU1188599A1
Application number: SU843700041A
Authority: SU
Inventors: Леонид Сергеевич Антипов
Original assignee: Antipov Leonid S
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1985-10-30

Abstract

СПОСОБ БАЛАНСА НУЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, содержащих дифференциальный приемник излучени . с рабочим и сравнительным чувствительными элементами, включаюЕЦий получение разности рабочего и сравнительного сигналов, регулировку величины рабочего или сравнительного электрических сигналов, один из которых вл етс сигналом балансировки , до получени баланса нул газоанализатора, отличаю-. щ и и с тем, что, с целью повьпиени КПД использовани потока излучени при одновременном уменьшении чувствительности газоанализаторов к изменению температуры окружающей среды, пространственного положени и к механическим воздействи м, в . качестве, сигнала балансировки используют меньший из сигналов, формируемый рабочим или сравнительным чувствитель.ными .элементами, который суммируют с разностью рабочего (Л и сравнительного электрических сигналов , при этом сигнал балансировки с противоположен по фазе разности рабочего и сравнительного сигналов.

Description

00 00

ел

со

;о Изобретение относитс к аналити ческой технике и может быть исполь зовано при оптическом балансе нул газоанализаторов с дифференциальным приемником излучени . Цель изобретени . - повышение коэффициента полезного действи ис пол зовани потока излучени при одновременном уменьшении чувствительности газоанализаторов к изменени м -температуры окружающей среды, пространственного положени и к механическим воздействи м. Способ баланса нул оптических газоанализаторов, содержащих дифференциал Ный приёмник излучени с paбo-)и и сравнительным чувствител ными элементами, заключаетс в получении разности рабочего и ср.авни тельного сигналов, суммировании указанной разности сигналов сменьшим из сигналов, формируемых рабочим или сравнительным чувствительным элементом, которьй используют в качестве сигнала балансиров ки, регулировке величины сигнала балансировки до получени баланса нул газоанализатора, при этом СИ1- нал балансировки противоположен по фазе разности рабочего и сравнител ного сигналов. На чертеже изображена схема осу ществлени способа баланса оптических газоанализаторов с диференциальным приемником излучени , вариант . Газоанализатор содержит излучатель 1 модулированного .потока излу чени с отражателем 2, источник 3 .тока накала излучател 1, электронный ключ 4, прерывающий ток на кала излучател 1, рабочую камеру 5, сравнительную камеру 6, приемни 7 излучени с установленным в нем рабочим 8 и сравнительным.9 термочувствительными элементами (например , металлическими нит ми, термочувствительными сопротивлени ми и др), которые со стабильными сопротивлени ми 10-12 и термочувствител ным элементом 13 (защищенным от воздействи потока излучени ) образуют схемы рабочего и балансиров ного мостов переменного тока, питаемых от генератора 14 пр моугольны импульсов, частота которого равна, например, 1 кГц. Рабочий мост обра зован рабочим 8 и сравнительным 9 термочувствительными элементами и стабильными сопротивлени ми 10 и 11, а балансировочный - термочувствительным элементом 13 (защищенным от воздействи потока излучени ), стабильным сопротивлением 12 и, в зависимости от положени переключател 15, стабильным сопротивлением 11 и сравнительным термочувствительным элементом 9 t-ши стабильным сопротивлением 10 и рабочим термочувствительным элементом 8. Дл осуществлени модул ции потока излучени частота генератора 14 пр моугольных импульсов делитс с помощью делител 16 частоты, формирующего пр моугольные импульсы низкой частоты (например, 0,5 Гц), которые управл ют электронньм ключом 4, прерывающим ток накала излучател 1, питающего от источника 3. Выходы рабочего и балансировочного мостов подключаютс к входам рабочего 17 и балансировочного 18 измерительных трансформаторов, выходные обмотки которых включены согласно по отношению друг к другу и через сопротивление 19 и регулируе;мое сопротивление 20 - ко входу суммирующего предварительного усилител 21 высокой частоты. Коэффициент усилени суммирующего предварительного усилител 21 высокой частоты дл рабочего сигнала равен отношению величины сопротивлени 22 к величине сопротивлени 19, а дл балансировочного сигнала равен отношению величины сопротивлени 22 к величине регулируемого сопротивлени 20, Сигнал с выхода суммирующего предварительного -ус1-шител 21 высокой частоты поступает на вход синхронного детектора 23 высокой частоты (источником сигналов синхронизации которого вл етс генератор 14 пр моугольньрс импульсов 14)I который выпр мл ет поступающий сигнал . При этом в выпр мленном сигнале присутствует низкочастотна огибающа . , частота которрй равна частоте модул ции потока излучени . Вьщеленный синхронным детектором 23 высокой частоты сигнал низкой частоты (например 0,5 Гц) усиливаетс избирательным усилителем 24 (0,50 ,05 Гц) низкой частоты и выпр мл етс синхронным детектором 25 низкой частоты, источником сигналов

3

синхронизации которого вл етс делитель 16 частоты.

В суммирующем усилителе 26 посто нного тока осуществл етс сложение напр жений от синхронного детектора 25 низкой частоты и источника 27 опорных напр жений, необходимого дл точной установки нул газоанализатора.

Далее сигнал поступает на показывающий или регистрирующий прибор 28. Потенциометр 29 предназначен дл установки нул газоанализатора, а потенциометр 30 - дл регулировки его чувствительности. г.

Газоанализатор работает следующи

образом.

Модулированньй (0,5 Гц) поток излучени от излучател 1 с помощью отражател 2 направл етс в рабочую 5 и сравнительную 6 камеры, а оттуда - в дифференциальный приемник 7 излучени . При этом на выходе рабочего и балансировочного мостов .присутствует низкочастотный (0,5 Гц) сигнал, вызванный модул цией сопротивлени рабочего 8 и сравнительного 9 термочувствительных элементов из-за модул ции тем .пературы слоев газа, в которых они установлены. Сигнал разбаланса рабочего и балансировочного мостов через рабочий 17 и балансировочньй 18 измерительные трансформаторы, выходные обмотки которых включены согласно.по отношению друг к другу, поступают на вход суммирующего предварительного усилител 21 высокой частоты, где происходит сложение , рабочего и балансировочного электрических сигналов (сдвинутых по фаз.е на 180°) и усиление их суммы. Далее сигнал.с выхода суммирующего предварительного усилител 21 высокой частоты выпр мл етс синхронным детектором 23 высокой частоты, вьщел ющим низкочастотный (0,5 Гц) сигнал, частота которого равна частоте модул ции потока излучени , который усиливаетс избирательным усилителем 24 низкой частоты (0,5± .iO,05 Гц) и вьшр мл етс синхронным детектором 25 низкой частоты. При отсутствии в пробе измер емого газа должен отсутствовать электрический сигнал на выходе газоанализатора. Этого добиваютс , устанавлива оптический баланс нул газоанализатора.

885994

При этом осуществл ют следующие операции.

. В рабочую камеру 5 газоанализатора подают вместо пробы нулевую 5 газовую смесь, устанавливают переключатель 15 в положение а. Регулиру величину сопротивлени 20, устанавливают минимальный сигнал на выходе синхронного детектора 25

10 низкой частоты, добива сь тем самым оптического баланса нул газоанализатора .

Если переключатель 15 установлен в положение а, а добитьс оптического баланса нул газоанализатора не удаетс , то переключатель 15 устанавливают в положение S а, регулиру величину сопротивлени 20, добиваютс оптического баланса нул

20 газоанализатора при минимальном

сигнале на выходе синхронного детектора 25 низкой частоты. Если поток излучени через рабочий оптический канал больше, чем через сравнительный оптический канал, то низкочастотный (0,5 Гц) сигнал, формируемьй с помощью рабочего 8 термочувствительного элемента, превышает низкочастотный (0,5 Гц) сигнал,

30 формируемый с помощью сравнительного 9 термочувствительного элемента . Так как оптический баланс нул газоанализатора наблюдаетс при равенстве этих сигналов, то надо увеличить сигнал (0,5 Гц), формируемый с помощью сравнительного 9 термочувствительного элемента.Этого добиваютс , установив переключатель 15 в положение а. I 0 При этом балансировочный мост

содержит из стабильных сопротивлений 11 и 12, сравнительного термочувствительного элемента 9 и термочувствительного элемента 13 ( защищенного от воздействи потока излучени ), а низкочастотный (0,5 Гц) сигнал разбаланса балансировочного моста формируетс с помощью сравнительного термочувствительного элемента 9. Тогда в суммирующем предварительном усилителе 21 высокой частоты осуществл етс сложение сдвинутых по фазе на 180 по отношению друг к другу низкочастотных скгна5 лов (0,5 Гц) с выходов рабочего 17 и балансировочного 18 трансформаторов . Регулиру сопротивление 20, устанавливают оптический баланс

газоанализатора при минимальном сигнале на выходе синхронного детектора 25 низкой частоты.

Если поток излучени через сравнительный оптический канал больше, чем через рабочий оптический канал, то низкочастотный (0,5 Гц) сигнал, формируемый с помощью сравнительного 9 термочувствительного элемента , превьшает низкочастотный (0,5 Гц) сигнал, формируемый с помощью рабочего 8 термочувствительного элемента. Теперь дл установлени оптического баланса нул газоанализатора надо увеличить сигиаи (0,5 Гц), форг-шруемый с помощью рабочего 8 термочувствительного элемента . Этого добиваютс , установив переключатель 15 в положение S. При этом балансировочный мост состоит из стабильных сопротивлений 10 и 12, рабочего 8 термочувствительного элемента и термочувствительного элемента 13 (защищенного от воздействи потока излучени ), а низкочастотный (0,5 Гц) сигнал разбаланса балансировочного моста формируетс с помощью рабочего 8 термочувствительного элемента. Тогда в суммирующем предварительном усилитете 21 высокой частоты осуществл етс

сложение сдвинутых по фазе на 180 по отношению друг к другу низкочастотных сигналов (0,5 Гц) с выходов рабочего 17 и балансировочного 18 трансформаторов. Регулиру сопротивление 20, устанавливают оптический баланс нул газоанализатора при минимальном сигнале на выходе синхронного детектора 25 низкой частоты.

Если после окончани операции оптической балансировки нул газоанализатора на его выходе присутствует небольшой электрический

сигнал, то его устран ют с помощью потенциометра 29. При наличии в пробе измер емого газа поток излу-. чени , поступающий в приемник 7

излучени , уменьшаетс за счет

поглощени в рабочей камере 5 части потока излучени измер емым газом , что приводит к по влению сигнала на выходе газоанализатора.

, ЕСЛИ концентраци измер емого газа равна верхнему пределу шкалы газоанализатора, то на его выходе по вл етс максимальный сигнал, который устанавливаетс равным верхнему пределу шкалы регистрирующего прибора 28 с помощью потенциометра 30.

Claims

СПОСОБ БАЛАНСА НУЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, содержащих дифференциальный приемник излучения. с рабочим и сравнительным чувствительными элементами, включающий получение разности рабочего и сравнительного сигналов, регулировку величины рабочего или сравнительно- го электрических сигналов, один из которых является сигналом балансировки, до получения баланса нуля газоанализатора, отличаю-, щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД использования потока излучения при одновременном уменьшении чувствительности газоанализаторов к изменению температуры окружающей среды, пространственного положения и к механическим воздействиям, в . . качестве, сигнала балансировки используют меньший из' сигналов, формируемый рабочим или сравнительным чувствительными элементами, который суммируют с разностью рабочего и сравнительного электрических сигналов, при этом сигнал балансировки противоположен по фазе разности рабочего и сравнительного сигналов.

00’ X сл

СО CD