SU381005A1 - Абсорбционный оптический анализатор смесей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам Дл  проведени  инфракрасного абсорбционного анализа смесей газов или жидкостей, в частности к анализаторам с тепловым (например, селективным пневматическим) приемником 1 3лучени  и заполн емой анализируемой смесью рабочей (абсорбционной) камерой отражающего типа.

Применение рабочих камер отралсающего тина дало возмо/кность резко упростить оптические схемы инфракрасных абсорбционных анализаторов. Однако существующие анализаторы с отражающей рабочей камерой недостаточно чувствительны. Кроме того, не обеспечиваетс  качественна  периодическа  регулировка приборов в процессе эксплуатации. Действительно, в существующих анализаторах примен ютс  неглубокие отражающие рабочие камеры с небольщой толщиной сло  поглощающей излучение анализируемой смеси или глубокие камеры, устанавливаемые за селективным пневматическим приемником излучени  (приемник расположен между источником излучени  и рабочей камерой). Чувствительность анализаторов в обоих случа х невысока .

Кроме того, в существующих анализаторах с селективными газозаполненными приемниками излучени  (например, пневматическими) проверка качества заполнени  приемника в

2

процессе длительной эксплуатации прибора осуществл етс  путем измерени  эталонного сигнала, возникающего при введении оптического репера (калиброванной заслонки) в

рабочий поток излучени . Однако при такой проверке не исключаетс  вли ние изменени  коэффициента передачи электрической схемы прибора.

Предложенный анализатор отличаетс  тем,

что источник излучени  с модул тором излучени  расположены между абсорбционной рабочей камерой и приемником излзчени . Дл  обеспечен   качественной проверки газового заполнени  пневматического приемника

излучени  и применени  логометрической схемы измерени , анализатор имеет дополнительный источник излучени  и дополнительный диэлектрический (пироэлектрический или сегнетоэлектрический) приемник излучени .

Последни вместе с конденсаторным микрофоном рабочего приемника излучени  подключен ко входу измерительной электрической схемы.

На чертеже представлена схема предлол еннота анализатора.

Рабоча  камера, заполн ема  анализируемой смесью, состоит из корпуса /, окна 2 и отражающей излучение стенки 3. С целью регулировки толщины сло  анализируемой смеСП отражаюгиа  стенка выполнена полвижной . Герметизаци  камеры при этом осуш,ествлена , например, с помощью гибкой мембраны . В качестве источника излучени  используетс  металлическа  нить 4, изогнута  в виде решетки. Часть излучени  от нити направл етс  через окно 5 к секторному диску 6 модул тора (обтюратора) излучени . Последний через ось 7 приводитс  во вращение синхронным двигателем 8.

Секторные пластины модул тора выполнены отражающими. В течение той части периода модул ции, когда иластина расположена между рабочей камерой и источником, излучени  отражаетс  от модул тора и через окно 5, через зазоры между соседними участками нити и, наконец, через окна 9 и 10 поступает в лучеприемную камеру 11 пневматического приемника, заполненного поглощающим излучение газом. В течение другой части периода модул ции часть излучени  проходит через вырез в диске модул тора к зеркалу рабочей камеры. После отражени  от зеркала излучение через окна и зазоры между нит ми источника поступает в лучеприемную камеру //. Сигнал, возникаюишй в приемнике излучени , пропорционален разности между потоком, отраженным от модул тора , и потоком, отраженным от зеркала рабочей камеры и прощедщим через слой анализируемой смеси. Использу  известные методы выравнивани  потоков, можно добитьс  того, чтобы при отсутствии определ емого компонента в анализируемой смеси сигнал практически был равен нулЕо.

Оптический репер 12 вводитс  в ноток излучени  только в тот момент времени, когда производитс  проверка абсорбциометра.

В корпусе 13 рабочего приемника излучени  расположены мембрана 14 и неподвижный электрод 15 конденсаторного микрофона , подключенный к усилителю 16 через герметический изол тор /.

Эталонный приемник излучени  состоит из металлического корпуса 18, диэлектрической прослойки 19 (из материала с больщим температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости), металлической фольги 20 (может быть нанесена распылением в вакууме на диэлектрическую прослойку 19), поглотител  21 излучении, окна 22 и кольцевой прокладки 23, обеспечивающей теилопзолирующий воздущный зазор между поглотителем и окном.

Р дом с эталонным приемником расположен эталонный источник 24 излучени . Дл  уменьшени  конвективной составл ющей теплопередачи он помещен в иолость малого объема, ограниченную металлическим рефлектором 25 и окном 26. Благодар  уменьшению конвекции уменьщаетс  вли ние атмосферного давлени  на температуру источника и соответственно на величину эталонного потока излучени . Излучение от эталонного источника периодически поступает через окна

в модул торе излучени  в эталонный приемник .

Наиболее проста  конфигураци  вырезов в диске модул тора будет в том случае, если модул цию рабочего и эталонного потоков осуществл ть с одной частотой. Фазы рабочего и эталонного сигналов при этом различаютс , например, на 90°. Это необходимо дл  измерени  отношени  этих сигналов. Во многих случа х, однако, лучщие результаты получают , если частоты рабочего и эталонного сигналов неодинаковы. Диск модул тора ири этом имеет два р да отверстий, которые располагаютс  по двум концентрическим окружност м , причем количество отверстий в р дах различное.

Подключенный к приемникам излучени  усилитель пропускает оба сигнала - рабочий и эталонный. Разделение этих сигналов осущестБл етс  с помощью синхронных детекторов 27 и 28. Дл  управлени  работой последних служат датчики 29, 30 опорных сигналов (фотоэлектрические, индукционные, электромагнитные ). Опорные напр жени  возникают

одновременно с вращением диска модул тора . Подстройка фазы опорного напр жени  дл  каждого из синхронных детекторов осуществл етс  поворотом датчика опорного сигнала относительно оси вращени  модул тора.

При этом можно добитьс  того, что на выходе синхронного детектора 27 получают напр жение , пропорциональное рабочему сигналу, а на выходе детектора 28 - напр жение, пропорциональное эталонному сигналу. Отнощение первого напр жени  ко второму измер етс  логометром 31.

В предложенном анализаторе можно в широком диапазоне регулировать толщину сло  анализируемой газовой смеси и измен ть

верхний предел измерени  прибора в процессе его эксплуатации. Обеспечен качественный контроль правильности газового заполнени  приемника в процессе эксплуатации и уменьшено вли ние целого р да мешающих факторов .

Вли ние напр жени  и частоты питаюи ей сети снижено благодар  логометрическому методу измерени , а вли ние атмосферного давлени  уменьшено благодар  применению

двух источников излучени , температура которых измен етс  по-разному при колебани х давлени  окружающего воздуха.

Предмет изобретени 

Абсорбционный оптический анализатор смесей веществ, содержащий источник и приемник излучени , рабочую камеру, источник эталонного сигнала, модул тор и вторичные

приборы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности анализатора, источник излучени  и модул тор расположены между рабочей камерой н приемником, излучени , ири этом задн   стенка рабочей камеры выполнена светоотражающей.

5 4

П / г/ , V

20