Ан ссср

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саветскил

Социалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М, Y!, G Oln 21/26

Заявлено 23.11.1971 (№ 1628857/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 08.11.1973. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 12.1Ъ.1973

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР "ДК 543.422.4(088 8) Автор изобретения А. О. Салль

Заявитель Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения

АН СССР

СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО АБСОРБЦИОННОГО

АНАЛИЗА

Изобретение относится к области оптического абсорбционного анализа смесей веществ, основанного на дифференциальном измерении разности двух потоков излучения, один из которых — рабочий — пропускается через слой анализируемой смеси, а другой — сравнительный — регулируется с помощью диафрагмы, оптической заслонки или камеры переменной толщины, заполненной поглощающим излучение газом или жидкостью.

Для уменьшения погрешности анализа в промышленности используют сравнительные двухпоточные методы анализа (нулевые компенсационные, логометрические и др.) . Однако существующие сравнительные методы неприменимы при достаточно большой инерционности преобразования разности потоков излучения в выходной электрический сигнал, осуществляемого приемником излучения, усилителем и выпрямителем электрического сигнала. Действительно, использование нулевых компенсационных методов сопровождается недопустимо большим уровнем автоколебаний следящей системы, а применение метода измерения относительной доли периода модуляции сравнительного потока, в течение которой сравнительный поток по величине больше рабочего, приводит к резкой неравномерности градуировочной кривой.

Целью предлагаемого способа является устранение указанных недостатков.

Это достигается тем, что при сравнительном методе измерений скачкообразно уменьшают сравнительный поток излучения и измеряют промежуток времени от момента скачкообразного уменьшения сравнительного потока до момента исчезновения выходного электрического сигнала, а концентрацию определяемого компонента в анализируемой смеси находят по результату измерения продолжительности

10 уменьшения сигнала.

На чертеже приведены иллюстрирующие предлагаемый способ графики зависимости рабочего и сравнительного потоков излучения от времени; соответствующего изменения сиг15 налов, возникающих в приемнике излучения от воздействия рабочего и сравнительного потоков, и измерения сигнала на выходе оптического датчика.

До начала измерения (момент времени 1и)

2О сравнительный поток имеет максимально возможное значение Фшах.

Рабочий поток может иметь значение Ф„„,только при отсутствии определяемого компонента в анализируемой смеси. При наличии

25 определяемого компонента в смеси рабочий поток Фр будет меньше Ф „вследствие частичного поглощения излучения определяемым компонентом анализируемой смеси.

В момент времени 4 сравнительный поток

30 скачкообразно уменьшают до значения Ф;„с помощью диафрагмы, оптической заслонки

369473

Предмет изобретения

40

50

Составитель М. Пантелеев

Редактор Г. Котельский Текред Л. Грачева Корректоры: Н. Прокуратова и И. Божко

Заказ 932/5 Изд. ¹ 1245 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретеннй и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,. 5

Типография, п р. Сапунова, 2 или камеры изменяемой толщины, заполненной поглощающим излучение веществом. Сигнал U,ð, возникающий в приемнике излучения от воздействия на него сравнительного потока, при этом начинает уменьшаться, а сигнал U„, обусловленный рабочим потоком, остается прежним. Контролируемый на электрическом выходе Оптического датчика сигнал U»„, пропорциональный разности U,ð — Ур, монотонно уменьшается. Момент времени t при котором выходной сигнал равен нулю, соответствует концу измерения.

Концентрация определяемого компонента в анализируемой смеси находится по результату измерения разности 4 — 4, Измеряемый промежуток времени практически пе зависит от интенсивности излучения источника и от коэффициента передачи сигнала электрической схемой. Другим существенным преимуществом предложенного способа является линеаризация градуировочной характеристики. Почти линейная зависимость между искомой концентрацией определяемого компонента и регистрируемой длительностью уменьшения выходного сигнала оптического датчика обусловлена тем, что закон поглощения излучения и закон уменьшения сигнала со временем, как правило, представляют собой зависимости, близкие к экспоненте.

Подбирая диапазон скачкообразного уменьшения сравнительного потока, можно в ряде случаев получить практически линейную градуировочную характеристику. Пусть, например, поглощение излучения определяемым компонентом анализируемой смеси следует закону

Фр — Ф,„+(Ф„„, — Ф i.) е где D=xLc — оптическая плотность (произведение эффективного показателя х поглощения, длины L рабочей абсорбционной камеры и концентрации с определяемого компонента в анализируемой смеси), а сравнительный сигнал после скачкообразного уменьшения сравНИтЕЛЬПОГО ПОтОКа От Фтах ДО Фж в УМЕНЬшается по закону к н

U<р — — К. (Ф „+ (Ф,» — Ф „) е где К вЂ” коэффициент пропорциональности; т — постоянная времени преобразования потока в выходной электрический сигнал;

1 — t, — время начала и конца измерения соответственно.

Используя приведенные выражения, легко показать, что к н

= х1.с, 5 т. е. искомая концентрация определяемого компонента пропорциональна регистрируемому промежутку времени.

Предлагаемый способ анализа эффективен и в случае, когда законы поглощения резко отличаются от экспоченциального.

Способ оптического абсорбционного анализа с использованием двухпоточного газоанализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, осуществляют скачкообразное уменьшение сравнительного потока излучения, определяют промежуток времени от момента уменьшения сравнительного сигнала до момента исчезновения выходного сигнала и по этому промежутку времени судят о концентрации исследуемого компонента.