Устройство для измерения содержания кислорода

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению. Цель - повышение точности определения объемного содержания кислорода. Между источником возбуждения и измерительной кюветой установлены дополнительная кювета, сообщающаяся с атмосферным воздухом, и обтюратор . На обтюраторе установлены герметическая кювета со сравнительным элементом и дополнительный чувствительный элемент. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!92 (! !2 (s(2s G 01 N 21!64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ыт

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714338/25 (22) 04.07.89 (46) 23.11.91. Бюл. N. 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) Ю.Л.Пилипчук, Д.M,Mîñåíêèñ, Ю.M.Остапишин, П,Б,Карев и И.Э.Чугунова (53) 543.42(088. 8) (56) Заявка ФРГ

М 2823318, кл. G 01 N 21/64, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1065746, кл. 6 01 И 21/64, 1982, Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к л2оминесцентным газоанализаторам кислорода, Целью изобретения является повышение точности измерения объемного содержания кислорода в анализируемом газе.

На фиг.1 приведена структурная схема газоаналиэатора; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Газоанализатор содержит источник 1 возбуждающего излучения 1, прбточную кювету 2, люминесцентный чувствительный элемент 3, светофильтр 4, фотоприемник 5, блок 6 обработки сигналов, выходной измерительный прибор 7, дополнительную кювету 8, сообщающуюся с атмосферным воздухом, обтюратор 9, отверстие 10 в обтюраторе, сравнительНый люминесцентный чувствительный элемент 11, дополнительный люминесцентный чувствительный элемент 12. Сравнительный и дополнительный чувствительные элементы укреплены на об(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению. Цель — повышение точности определения объемного содержания кислорода. Между источником возбуждения и измерительной кюветой установлены дополнительная кювета, сообщающаяся с атмосферным воздухом, и обтюратор, На обтюраторе установлены герметическая кювета со сравнительным элементом и дополнительный чувствительный элемент, 2 ил. тюраторе с возможностью их совмещения с оптической осью гаэоанал затора.

Газоанализатор рабо;ает следующим образом, При вращении обтюратора 9 с оптической осью газоаналиэатора поочередно совмещаются отверстие, сравнительный и дополнительный элемент. При совмещении сравнительного элемента 11 с оптической осью газааналиэатора источник 1 возбуждает люминесцентное излучение установленного в герметичной кювете элемента 11, а на фотоприемник 5 через селективный светофильтр 4 поступает люминесцентное излучение при отсутствии кислорода (jo) в виде сигнала f =!о. (1)

При совмещении с оптической осью га- . зоанализатора отверстия 10 возбуждающее излучение от источника 1 возбуждает люминесцентное излучение рабочего чувствительного элемента 3. Кислород, находящийся в протекающем через проточную кювету 2 анализируемом газе, частично

1693489 тушит люминесцентное излучение. Согласно закону Штерна-Фольмера люминесцентное излучение чувствительного элемента 3 при наличии кислорода (I) через селективный светофильтр 4 поступает на фотоприемник 5 в виде сигнала

1о

i + êãð, rip„ () где К(Р,Т) — коэффициент тушения люминесцентного излучения кислородом, зависящий от давления газа Р и температуры газа

Т;

Poz — парциальное давление кислорода.

При совмещении дополнительного элемента 12 с оптической осью газоанализатора источник 1 возбуждающего излучения 1 возбуждает люминесцентное излучение дополнительного элемента 12, расположенного в соединенной с атмосферным воздухом дополнительной кювете 8. На фотоприемник 5 попадает люминесцентное излучение элемента 12, соответствующее наличию

217; кислорода (1д)

1о

1+К Р, TWIT где Рд А — парциальное давление кислорода в дополнительной кювете, т,е. в атмосфере, при объемном содержании кислорода

21 .

После фотоэлектрического преобразования в блок б обработки сигналов поступает последовательность сигналов, описываемая системой уравнений (1) — (3), По определению объемное содержание кислорода в анализируемом газе 02 1 02

Со2 =

V P (4) откуда Рог = СогР, (5) где Voz — объем кислорода в объеме анализируемого газа;

V — объем анализируемого газа;

Р— давление анализируемого газа.

При объемном содержании кислорода

21ф, выражение (5) приобретает вид

P21$ = C21$P (6) где Срл1 y — объемное содержание кислорода

21 j{).

После подстановки выражений (6) и (5) в соотношения (2) и (3) получают

1о= 1о, 1о

i+ктр трг2 (7) 1д (8) т.е, имеют систему уоавнений с двумя неизвестными: K(P, Т)1>и измеряемым с помощью газоанализатора объемным содер>канием кислорода Соз, Формирование дополнительного сигнала 1д и его использование при обработке сигналов позволяет устранить влияние изменений температуры и давления газа на результат измерения объемного содержания кислорода, т,е, позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения содержания кислорода, включающее в себя источник возбуждающего излучения, оптически связанный с измерительным люминесцентным чувствительным элементом, установленным в проточной кювете, и со сравнительным чувствительным элементом, установленным в герметичной кювете, при этом чувствительные элементы через светофильтр имеют оптический контакт с фотоприемником, связанным с блоком обработки сигналов и. выходным измерительным прибором, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения объемного содержания кислорода, между источником возбуждающего излучения и проточной кюветой установлена сообщающаяся с атмосферным воздухом дополнительная кювета с обтюратором, в котором выполнено отверстие и на котором укреплены герметичная кювета со сравнительным элементом и дополнительный чувствительный элемент с возможностью попеременного совмещения сравнительного и дополнительного элемен5 тов с измерительным чувствительным элементом, 1693489

Amp îñä7åðèûñ бо Йд

Анаюзцрцеиыа

Фиг. 1 (2

Ф р.2

Составитель О.Бадтиева

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Êó÷eðÿ Bà R

Редактор А,Мотыль

ПроизводственНо-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4073 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5