Газоанализатор

 

ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптически связанные излучающий диод, выполненный из двух р-п-переходов , размещенных в едином корпусе, и приемник излучения, расположенные в кювете для исследуемой газовой смеси, электронную схему выделения полезного сигнала, подключенную к приемнику излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и температурной стабильности газоанализатора , р-и -переходы излучающего диода выполнены идентичными в одном и том же кристалле, кювета разделена прозрачной для излучения перегородкой на два отсека, один из которых предназначен для исследуемой газовой смеси, торцовые стенки кюветы выполнены в виде сферических или параболических отражателей, фотоприI емник и диод, излучающий в противоположные стороны, размещены во вто (Л ром отсеке кюветы, свободном от с исследуемой газовой смеси, при этом диод расположен в фокусе отражателя первого отсека, а фотоприемник в фокусе отражателя второго отсека.. 00 00 а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (51) 4 G 01 N 2 1 /6 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3743057/24-25 (22) 17.05.84 (46) 30.10.85. Бюл. ¹ 40 (71) Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники . (72) В.В. Федак, Ю.Ю. Билинец, И.И. Головач и З.И. Перчи (53) 535. 6 (088. 8) (56) Патент США ¹ 3734631, кл. G 01 N21/31,,1980.

Авторское свидетельство СССР № 569916, кл. G 01 N 21/35, 1974. (54)(57) ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптически связанные излучающий диод, выполненный из двух р-t)-ïåðåходов, размещенных в едином корпусе, и приемник излучения, расположенные в кювете для исследуемой газовой смеси, электронную схему выделения полезного сигнала, подключенную к приемнику излучения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения точности, чувствительности и температурной стабильности газоаналиэатора, р- )) -переходы излучающего диода выполнены идентичными в одном и том же кристалле, кювета разделена прозрачной для излучения перегородкой на два отсека, один из которых предназначен для исследуемой газовой смеси, торцовые стенки кюветы выполнены в виде сферических или параболических отражателей, фотоприемник и диод; излучающий в противоположные стороны, размещены во втором отсеке кюветы, свободном от исследуемой газовой смеси, при этом диод расположен в фокусе отражателя первого отсека, а фотоприемник— в фокусе отражателя второго отсека..

1 1188

Изобретение относится к технике ,газового анализа и может быть использовано, например, для определения содержания метана в газовой среде, в том числе в атмосфере шахт или промышленных районах нефте- и газодобывающих предприятий.

Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и температурной стабильности газоана- 10 лизатора.

На чертеже приведена структурная схема газоанализатора.

В качестве источника 1 излучения используют излучающий диод с торцовым выводом излучения, выполненный на основе двух идентичных р- и переходов в одном кристалле.

Кювета 2 состоит из двух смежных . отсеков, изолированных друг от друга 20 сапфировым окном. В одном иэ отсеков кюветы размещены источник 1 и приемник 3 излучения, а второй используется для напуска анализируемой газовой смеси. Кроме того, в обоих от- 25 секах помещены по одному сферическому зеркалу (соответственно 4 и 5), причем источник 1 излучения размещен в фокальной плоскости зеркала 4, а приемник 3 излучения — в фокальной плоскости зеркала 5. Такое расположение элементов в кювете обеспечивает двухкратное прохождение излучения через кювету с анализируемым газом, что в совокупности со средствами юстировки (зеркал 4 и 5) приво- З5 дит к увеличению порога чувствительности газоаналиэатора.

Электронная схема газоанализатора включает усилитель 6, резонанс. 40 ный усилитель 7,синхронные детекторы

8 и 9, логарифмические усилители 10 и 11, схему 12 вычитания, масштабный усилитель 13, схему 14 коррекции нуля, регистрирующий прибор 15 иблок:

45 питания источника 16 излучения.

Импульсное питание подается с. блока 16 питания источника излучения попеременно на рабочий и эталонный

p- q переходы источника 1 излучения, 50 которые излучают на одной и той же длине волны 3,32 мкм. Излучение эталонного р перехода проходит кювету 2 без поглощения радиации (этот отсек кюветы откачан до ваку600 2 ума 10 торр), а излучение смежного рабочего Р- И перехода через сапфировое окно поступает в другой отсек кюветы 2 и поглощается измеряемым, газом, Поток излучения, поступающий на приемник 3 излучения, пропорционален пропусканию метана в анализируемой смеси при излучении рабочего р- И перехода и пропорционален пропусканию сравнительного канала оптической схемы потока радиации и"точника 1 излучения при излучении эталонного p-Vl элемента. Сигналы, снимаемые с приемника 3 излучения, усиливаются усилителем 6, резонансным усилителем 7 и поступают на синхронные детекторы 8 и 9 для разделения сигналов на рабочий и эталонный и преобразования их в напряжение, соответствующее изменению оптической плотности в рабочем канале, Управление синхронными детекторами 8 и 9 осуществляется электрическими импульсами, синхронизированными с импульсами питания излучающих р- ц элементов источника 1.

Далее эти сигналы усиливаются логарифмическими усилителями 10 и 11 и поступают на схему вычитания 12, в которой осуществляется вычитание рабочего напряжения из эталонного.

С выхода схемы 12 вычитания сигнал, пропорциональный концентрации исследуемого газа, поступает на масштабный усилитель 13, а затем — на регистрирующий прибор 15. В газоанали- . заторе предусмотрена также схема 14 коррекции нуля.

Применение такого газоанализатора позволяет, с одной стороны, увеличить чувствительность измерений за счет двухкратного прохождения рабочего излучения через отсек кюветы 2 с анализируемым газом, а с другой увеличить точность измерений путем увеличения соотношения сигнал — шум схемы. Температурная стабильность на регистрирующем приборе 15 обеспечивается применением излучающего диода, состоящего из двух идентичных

p- h элементов, излучающих на одной длине волны и обладающих поэтому одинаковым температурным и временным уходом.

1188600

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4