Оптический газоанализатор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ!И ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (1!2 (51)5 С Ol Я 21 6!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автонсноВЬ саидатвльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30. Об. 91. Бюл. У 24 (21) 3817178/25 (22) 29.11.84 (71) Институт физики АН БССР (72) В.Б.Дунаев (53) 543.422(088.8) . (56) Патент США 1! 3932754, кл. G 01 N 2!/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 849857, кл. С О1 М 2!/61, 198!. е (54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптическую часть,. модулятор с вырезами, снабженный формиро-вателем синхрсймпульсов и связанный с формирователем управляющих сигналов, и схему измерения, включающую последовательно соединенные приемник излучения, предварительный усилитель, синхронный фильтр, основной усилитель, синхронный детектор н регйстрнрующее устройство, при этом выйод. формирователя управляющих сигналов соединен с управляющими входаии син хронного фильтра и синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он дополнительно содержит фазометр и двигатель, а формирователь сннхроимпульсов выполнен в виде Побразного держателя с закрепленными в нем фотодиодом и.лаипочкой, расположейными напротив вырезов модулятора, и установленного с возможностью перемещения по радиусу вращения модулятора, при этом первый и второй входы фазометра соединены с выходаии 3 предварительного усилителя и формирователя управляющих сигналов соответ" ственно, а выход - с двигателем, который механически связан с П-образным держателем.

1 12462

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для контроля выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в атмосферу, а также для конт- 5 роля технологических процессов, связанных с выделением газообразных веществ.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема оптического газоанализато24 2 трический сигнал, после чего этот сигнал усиливается предварительными усилителем 5 и поступает яа вход син хронного фильтра 6 и на один из входов фазометра 1!. Синхронно, с прерыванием потоков излучения, проходящих через рабочую и онорную кюветы, прерывается поток излучения, идупщй от лампочки к фотодиоду, расположенному в П-образном держателе формирователя синхронизирующих импульсов 3, в ре" эультате чего на выходе формироватера.

Газоанализатор содержит оптическую часть 1, включающую источник излучения с отражателем, рабочую и опорную кювету, фокусирующую систему, оптический фильтр и поворотное зеркало, модулятор 2 с вырезами для формирования синхронизирующих импульсов, формирователь 3 синхрониэирующих импульсов, выполненный ввиде П-образного держателя с закрепленными в нем фотодиодом и лампочкой (на чертеже не показаны), расположенными напротив вырезов модулятора, и, установ" ленного с возможностью перемещения по радиусу вращения модулятора, последовательно соединенные приемник 4 излучения, предварительньп усилитель

5, синхронный фильтр 6, основной усилитель 7, синхронный детектор 8 и регистрирующее устройство 9, формирователь 10 управляющих сигналов, вход которого соединен с. выходом формиро- 35 вателя 3 синхронизирующях импульсов, а выход подключен к управляющим входам синхронного фильтра 6 и синхронного детектора 8, а также фаэометр

11, измеряющий разность фаз сигналов 40 на своих входах, соединенных с выходами предварительного усилителя 5 и формирователя 10 управляющих сигналов, и двигатель 12, подключенный к выходу фазометра 11 и перемещающий 45 механически связанный с ним П-образный держатель по радиусу вращения мо, дулятора 2..

Устройство работает следующим образом. 50

Излучение от источника, расположенного в оптической части 1 оптического газоаналиэатора, разделяется на два потока, которые проходят через рабочую и опорную кюветы, модулирует- 55 ся модулятором 2 и фокусируется на приемную площадку приемника 4 излучения, в котором преобразуется а элекля 3 синхронизирующих импульсов образуется последовательность импульсов, частота повторения которых равна час тоте модуляций потоков излучения, проходящих через рабочую и опорную кюветы.

С выхода синхронного фильтра отфильтрованный полезный сигнал усиливается основным усилителем 7 и отсту" пает на .вход синхронного детектора.

8, в котором осуществляется синхроя" иое с управляющим напряжением,двухполупериодное выпрямленяе полезного сигнала.

Постоянное выходное напряжение синхронного детектора 8, пропорциональное концентрации измеряемого вещества в рабочей кювете, контролируется с помощью регистрирующего устройства 9.

Управляющими напряжениями для сия» хронного фильтра 6 и синхронного детектора 8 являются выходные напряжения формирователя 10 управляющих сигналов,, предназначенного для создания синхронных я синфазных с выходными сигналами формирователя сияхрояиэи- . рующих импульсов 3 управляющих напряжений с требуемой полярностью и амплитудой. Это же выходное напряжение подается на второй вход фаэометра 1, который измеряет разность фаэ прякла" дываежтх к его входам напряжений и s случае их несовпадения выдает яа выходе сигнал рассогласования, .являющийся управляющим для двигателя 12, который в зависимости от поляряостя управляющего сигнала смещает П-образный держатель вдоль вырезов для,фор" мирования сянхрояиэирующих.импульсов по радиусу вращения модулятора.до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, т.е. выходные сигналы предварительного усилителя 5 и формирователя управляющих сигналов совпадут по фазе. Таким образом осу- .

Составитель А.Левй

Редактор А.Купрякова Техред О.Гортвай Корректор Е.Рощко Тираж 412 . . Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

)3035, Москве, Ж-35, Раувская иаб., д. 4/5.Заказ 2571

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. llpqeiTHaa 4

3 1 ществляется компенсация разности фаз между управляющим напряжением и полезным входным сигналом.

Повыщение точности измерений достигается путем увеличения чувствительности за счет исключения автоматического слежения sa фазовым сдвигом между промодулированным полезным си1 налом и выходным сигналом формирователя управляющих сигналов и его компенсация, т.к. разность фаз между этими сигналами под воздействием раз246724 4 личных дестабилизирующих факторов может достигать 40-50 . При фазовом сдвиге 90 полезный сигнал на выходе оптического гаэоаналиэатора полностью исчезает, и при линейной зависимости величины полезного сигнала от фазового сдвига при среднем возможном значении фазового сдвига, равном приблизительно .45, чувствительо ностью оптического газоанализатора

;будет в 2 раза выще, чем у гаэоаналн затора без фаэовой компенсации.