SU913182A1 - Gas mixture analysis method - Google Patents

Gas mixture analysis method Download PDF

Info

Publication number
SU913182A1
SU913182A1 SU802913718A SU2913718A SU913182A1 SU 913182 A1 SU913182 A1 SU 913182A1 SU 802913718 A SU802913718 A SU 802913718A SU 2913718 A SU2913718 A SU 2913718A SU 913182 A1 SU913182 A1 SU 913182A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mixture
wavelength
analyzed
concentration
radiation
Prior art date
Application number
SU802913718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Yaroslav L Mindyuk
Yurij P Kurenev
Original Assignee
Vnii Analit Priborostr
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 Vnii Analit Priborostr filed Critical Vnii Analit Priborostr
Priority to SU802913718A priority Critical patent/SU913182A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU913182A1 publication Critical patent/SU913182A1/en

Links

Description

Изобретение относится к газовому анализу, а именно к интерферометрическим газоанализаторам, и может быть использовано при проведении анализов многокомпонентньк смесей.The invention relates to gas analysis, namely to interferometric gas analyzers, and can be used when conducting analyzes of multicomponent mixtures.

Известен способ анализа газовых сме- 5 сей, основанный на. измерении разности показателей преломления анализируемой смеси и эталонной среды [ 1 ].Known is a method of gas analysis sme- 5 this is based on. measuring the difference in refractive indices of the analyzed mixture and the reference medium [1].

Недостатком этого способа является невысокая чувствительность вследствие 10 небольших различий в показателях преломлений различных газов.The disadvantage of this method is the low sensitivity due to 10 small differences in the refractive indices of different gases.

Наиболее близким к предлагаемому является способ анализа газовых смесей путем регистрации интерференционной картины, образованной пучками излучения, прошедшими через анализируемую смесь и эталонную среду, и определения концентрации искомого компонента смеси по результатам измерения сдвига интерференционных полос ^2].The closest to the present invention is a method for analyzing gas mixtures by registering an interference pattern formed by radiation beams that have passed through the analyzed mixture and a reference medium, and determining the concentration of the desired component of the mixture as measured by the interference fringe shift [2].

Недостатком этого способа является его неселективность, поскольку он позво2The disadvantage of this method is its non-selectivity, since it allows

ляет измерять лишь концентрацию одного из компонентов бинарной смеси и не по-, зволяет измерять концентрацию компонентов в многокомпонентных смесях.It measures to measure only the concentration of one of the components of a binary mixture and does not allow one to measure the concentration of components in multicomponent mixtures.

Цель изобретения - повышение селективности.The purpose of the invention is to increase the selectivity.

Цель достигается тем, что в способе анализа газовых смесей, основанном на регистрации интерференционной картины, образованной пучками излучения, прошедшими через анализируемую смесь и эталонную среду, и определении концентрации искомого компонента смеси по результатам измерения сдвига интерференционных полос, измерение производят при длине волны излучения, близкой к длине волны,The goal is achieved by the fact that in the method of analyzing gas mixtures, based on registration of the interference pattern formed by radiation beams that have passed through the analyzed mixture and reference medium, and determining the concentration of the desired component of the mixture based on the measurement of the shift of interference fringes, the measurement is performed at an emission wavelength close to to the wavelength

соответствующей центру линии поглощения искомого компонента смеси в момент, когда дисперсия смеси равна нулю, а ее производная отрицательна.corresponding to the center of the absorption line of the desired component of the mixture at the time when the dispersion of the mixture is zero, and its derivative is negative.

На фиг. 1 приведена схема устройств· ва, реализующего способ; на фиг. 2 графики зависимости показателя преломления и дисперсии показателя преломле3FIG. 1 shows a diagram of a device that implements a method; in fig. 2 graphs of the refractive index and the dispersion of the refractive index3

913182913182

ния анализируемой смеси от длины волны изучения.of the analyzed mixture from the wavelength of the study.

Устройство, реализующее способ, содержит источник 1 когерентного монохроматического излучения с регулируемой 5 длиной волны излучения, объектив 2, светоделитель 3, кюветы с эталонной средой 4 и анализируемой смесью 5, зеркало 6, совмещающую оптику 7, устройство измерения сдвига интерференцион- «О ных полос 8, устройство измерения показателя преломления смеси 9, устройство определения концентрации компонентов смеси 10, регистратор 11 и устройство регулирования длины'волны излучения 12. ,5A device that implements the method contains a source of coherent monochromatic radiation with adjustable 5 wavelengths of radiation, a lens 2, a beam splitter 3, a cuvette with a reference medium 4 and the analyzed mixture 5, a mirror 6, combining optics 7, a device for measuring the shift of the interference- 8, a device for measuring the refractive index of the mixture 9, a device for determining the concentration of the components of the mixture 10, a recorder 11 and a device for controlling the length of the radiation wave 12., 5

Устройство работает следующим об, /зазом.The device works as follows, / zazom.

Световой поток от источника 1 когерентного монохроматического излучения с длиной волны Л, сформированный объе- 20 ктивом 2, поступает на светоделитель 3, где разделяется на два пучка, один из которых проходит через кювету с анализируемой смесью 5, а другой - с эталонной средой 4. Далее излучение попа- 25 дает на совмещающую оптику 7, где образуется интерференционная картина в результате разности показателей преломления ЛИ между эталонной средой и анализируемой смесью’. Возникший сдвиг ин— терференционных полос, пропорциональ- · . ных разности показателей преломления •Δ И , измеряется устройством измерения сдвига интерференционных полос 8,- откуда информация поступает в устройство определения концентрации компонентов 35 смеси 10. Концентрация к-го компонен,та смеси определяется по формулеLuminous flux from the source 1 of coherent monochromatic radiation with a wavelength A generated obe- 20 ktivom 2, enters the beam splitter 3, where it is divided into two beams, one of which passes through the cell with the test mixture 5 and the other - with reference medium 4. Next, the radiation enters the 25 combining optics 7, where the interference pattern is formed as a result of the difference between the refractive index of the laser radiation source between the reference medium and the mixture being analyzed. The resulting shift of the interference fringes is proportional to - ·. the difference of the refractive indices • Δ And is measured by a device measuring the shift of interference fringes 8, from which information enters the device for determining the concentration of components 35 of the mixture 10. The concentration of the k-th component, that mixture is determined by the formula

- Юо А ик - Yuo A ik

4040

(1)(one)

где % - длина волны излучения, соответствующая линии поглощения к-го компонента анализируе- 45 мой смеси;% wherein - the radiation wavelength corresponding to the absorption line of the k-th component of the analyzed 45 my mixture;

сдвиг интерференционных полос;interference fringe shift;

3 - длина кювет;3 - cuvette length;

показатель преломления эталонной среды и. к-го компо- 50 нента анализируемой смеси соответственно.the refractive index of the reference medium and. component of the analyzed mixture, respectively.

Показатель преломления эталонной среды постоянен для данного диапазона перестройки длин волн источника 55 излучения. Показатель преломления анализируемой смеси νγΝ является функцией длины волны и вблизи линии поглощения,The refractive index of the reference medium is constant for a given wavelength tuning range of the radiation source 55. The refractive index of the mixture being analyzed νγ Ν is a function of wavelength and near the absorption line,

имеющей дисперсионный контур, описывается выражением ' 1 dispersed circuit, described by the expression ' 1

, л - / 1 5 м ί λ ИК - λ к, l - / 1 5 m ί λ IR - λ к

см ^ик-Лк)г-+(.йХк/2)2 cm ^ IC-LK) g - + (. yhk / 2) 2

где -длина волны, соответствующая центру линии поглощения к-го компонента анализируемой смеси;where is the wavelength corresponding to the center of the absorption line of the k-th component of the analyzed mixture;

-полуширина линии поглощения к-го компонента;- half-width of the absorption line of the k-th component;

N -концентрация атомов на поглощающем уровне;N is the concentration of atoms at the absorbing level;

£ —сила осциллятора линии;£ - line oscillator power;

С = 2,24 · 10~^см. ·C = 2.24 · 10 ~ ^ cm. ·

Из выражения (2) следует, что перестройка длины волны Ли источника 1 приводит к возрастанию показателя преломления анализируемой смеси ИСм(фиг. 2) при приближении длины волны излученияFrom the expression (2) it follows that the tuning of the wavelength L and the source 1 leads to an increase in the refractive index of the analyzed mixture I C (Fig. 2) as the radiation wavelength approaches

к длине волны Хк , соответствующей линии поглощения к-го компонента . анализируемой смеси. Это, в свою очередь, приводит к возрастанию разности показателей преломления между эталонной средой и анализируемой смесью, а также возрастанию величины сдвига интерференционных полос. При этом максимальная разница в показателях преломления, а следовательно, и максимальный сдвиг полос, достигается при некоторой длине ВОЛНЫ .wavelength X k, corresponding to an absorption line of the k-th component. analyzed mixture. This, in turn, leads to an increase in the difference between the refractive indices between the reference medium and the mixture being analyzed, as well as to an increase in the magnitude of the shift of the interference fringes. In this case, the maximum difference in the refractive indices, and, consequently, the maximum shift of the fringes, is achieved at a certain WAVE length.

Информация о максимальной величине сдвига интерференционных полос ΑΚ·κ)Ύ)αχ для К-го компонента анализируемой смеси выдается устройством измерения сдвига интерференционных полос 8 в устройство определения концентрации компонентов смеси 10 в тот момент, когда дисперсия показателя преломления смеси (Зи !с!1 равна нулю, а ее производная отрицательна.Information on the maximum shift of interference fringes ΑΚ · κ ) Ύ) αχ for the K-th component of the analyzed mixture is given by the device measuring the shift of the interference fringes 8 to the device for determining the concentration of the mixture components 10 at that moment when the dispersion of the refractive index of the mixture (Zi! S! 1 is equal to zero, and its derivative is negative.

Информация о величине дисперсии поступает на устройство для определения концентрации компонентов 10 с устройства измерения дисперсии смеси 9.Information about the magnitude of the dispersion is fed to the device to determine the concentration of components 10 from the device for measuring the dispersion of the mixture 9.

С помощью устройства регулирования длины волны излучения 12 при значениях длины волны Х*иК + 1 λ ик. + 2 и так далее происходит определение концентрации остальных компонентов газовой смеси.Using the wavelength control device 12 for the values of wavelength X * IR + 1 λ IR. + 2 and so on, the concentration of the remaining components of the gas mixture is determined.

Использование предлагаемого способа обеспечивает преимущества л о сравнению с существующими способами анализа газов, заключающиеся в возможности производить анализ многокомпонентных газовых смесей с помощью одного устройства.The use of the proposed method provides the advantages of comparison with the existing methods of gas analysis, which consist in the possibility of analyzing multicomponent gas mixtures using a single device.

913182913182

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ анализа газовых смесей путем регистрации интерференционной картины, образованной пучками излучения, прошед- 5 шими через анализируемую смесь и эталонную среду, и определения концентрации искомого компонента смеси по результатам измерения сдвига интерференционных полос, отличающийся '0 тем, что, с целью повышения селективности, измерение производят при длине волны излучения, близкой к длине волны,The method of analyzing gas mixtures by registering the interference pattern formed by radiation beams transmitted through the mixture being analyzed and the reference medium, and determining the concentration of the desired component of the mixture as measured by the shift of interference fringes, which differs by '0 in order to increase the selectivity, produce at a wavelength of radiation close to the wavelength, соответствующей центру линии поглощения искомого компонента смеси в момент, когда дисперсия смеси равна нулю, а ее производная отрицательна.corresponding to the center of the absorption line of the desired component of the mixture at the time when the dispersion of the mixture is zero, and its derivative is negative.
SU802913718A 1980-03-25 1980-03-25 Gas mixture analysis method SU913182A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802913718A SU913182A1 (en) 1980-03-25 1980-03-25 Gas mixture analysis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802913718A SU913182A1 (en) 1980-03-25 1980-03-25 Gas mixture analysis method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU913182A1 true SU913182A1 (en) 1982-03-15

Family

ID=20891282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802913718A SU913182A1 (en) 1980-03-25 1980-03-25 Gas mixture analysis method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU913182A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650329A (en) * 1984-11-29 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical 3-d signature device for detecting chemical agents

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650329A (en) * 1984-11-29 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical 3-d signature device for detecting chemical agents

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0163627B1 (en) Evaluation of sample by measurement of thermo-optical displacement
JPH01503172A (en) Method and apparatus for two-wavelength interferometry with optical heterodyning and use for position or distance measurement
JPS6049847B2 (en) Method and spectrometer for measuring light intensity
JPH0894517A (en) Concentration measuring method and device for absorption component of scattering absorption body
US3843258A (en) Dual beam absorption type optical spectrometer
RU2135983C1 (en) Process measuring transmission, circular dichroism and optical rotation of optically active substances and dichrograph for its realization
EP1136811A4 (en) Method and device for measuring internal information of scattering absorber
JPH11287755A (en) Method and device for measuring concentration of absorption constituent of scattered absorption body
US4383181A (en) Method and apparatus for analyzing a gaseous mixture
SU913182A1 (en) Gas mixture analysis method
US4171915A (en) Laser interferometer probe
JP3029757B2 (en) Sample evaluation method by photothermal displacement measurement
US5805282A (en) Method and apparatus for coherence observation by interference noise
JPH0740181Y2 (en) Variable frequency light source using laser frequency characteristic measuring device and nuclear device
WO1985004713A1 (en) Sample signal for interferogram generation and method for obtaining same
JPS61501340A (en) Mirror scan speed control device
JP2679810B2 (en) Optical wavelength measurement device
JPS6252436A (en) Gas detector
JPS6191537A (en) Method and apparatus for measuring dispersion of optical fiber wavelength
RU2080586C1 (en) Method of determination of spectral characteristics of objects under test
JPS5756777A (en) Method for measuring time difference of light propagation
SU645020A1 (en) Method of measuring parameters of optical radiation angular modulation
JPH06201316A (en) Interferometer
JPH01276784A (en) Variable frequency light source
Bomse Compact Amplitude-Modulated, Phase-Analyzed Spectroscopy (CAMPAS) for Gas Analysis