Резонансный спектрофон

 

РЕЗОНАНСНЫЙ СПЕКТРОФОН, содержащий цилиндрическую камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачнЕЛми для излучения, и микро-: фон, установленный в середине камеры на ее цилиндрической поверхности, . о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, . с целью повышения чувствительности, к концам камеры по ее цилиндрической поверхности подсоединены две дополнительные цилиндрические камеры такого же диаметра, длина каждой из которых вдвое меньше длины камеры.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„,864965

3 : G 0f И 21/37

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЪСТВУ

i («.

Ф ()

1 е ««« «««... ««««««««» ..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2920045/18-25 (22) 06.05 ° 80 (46) 07.04.83. Нюл. Ф 13 (72) .М.A. Мерзляков

;(53) 531.733(088.8) (56) 1. Автоматические газоанализаторы. Под ред. Павлено В.A.z из-во

ЦИНТИ, электротехническая промышленность и приборостроение. М., 1961, с. 181 °

2. С.F. Dewey Iã. R. J. Kamn Acoustic amplifier for detection of

atmospheric pollutonts. "Af>plied ,Physiсз Letters", 1973, ч. 23 р. 633 (прототип). (54) (57) РЕЗОНАНСНЫЙ СПЕКТРОФОН, содержащий цилиндрическую камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачными для излучения, и микро-, фон, установленный в середине камеры на ее цилиндрической поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, к концам камеры по ее цилиндрической поверхности подсоединены две дополнительные цилиндрические камеры такого же диаметра, длина каждой из кото: рых вдвое меньше длины камеры.

864965 с

Составитель Н. Ананьева

Техред М. Кузьма Корректор И. Ватрушкина

Редактор Н. Аристова

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 6579/3

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

Изобретение относится к области газового анализа, конкретнее к оптикоакустическим газоаналиэаторам, и может быть использовано для измерения концентрации, микропримесей в глзах.

Известен спектрофон, содержащий цилиндрическую камеру с окнами, прозрачными для излучения, и микрофон j1).

Недостатком этого спектрофона является невысокая чувствительность; вызванная наличием шумов в микрофонном усилителе.

Наиболее близким к изобретению известным техническим решением является резонансный спектрофон, содер- 15 жащий цилиндрическую камеру с расположенными на ее торцах окнами, прозрачными для излучения, и микрофон, установленный в середине камеры на е е цили ндричес кой по верхи ост и $ 2 ), Этот спектрофон обладает недостаточной чувствительностью при малых концентрациях примесей, .что является следствием. поглощения излучения в окнах. Поглощаемая в окнах энергия вызывает нагрев окон в такт .с модуляцией интенсивности луча, а это ведет к разогреву прилегающего к окнам газа, следовательно, и к изменению давления с той же частотой, Эти колебания давления, регистрируемые микрофоном, дают фоновый сигнал.

Кроме того, фоновый сигнал эффективно усиливается, так как в такой конструкции спектрофона при работе на любой из резонансных частот окна 35 .находятся в пучностях давления стоячей волны.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Это достигается тем, что в резо« . 40 на%.йом спектрофоне, содержащем ци-,. линдрическую.камеру с расположенны" ми на ее торцах окнами, прозрачными для излучения, и микрофон, установленный в середине камеры на ее ци- 45 лнндрической поверхности, к концам камеры по ее цилиндрической поверхности подсоединены две дополнитель-., ные цилиндрические камеры такого же диаметра,. длина каждой иэ которых вдвое меньше длины камеры.

Изобретение поясняется чертежом.

Резонансный спектрофон содержит цилиндрическую камеру 1, дополнительные камеры 2 и 3; окна 4 и 5, микрофон 6. Густота точек на чергеже соответствует отклонению давления от рановесного. Пучности давления стоячей волны находятся на торцах камер 2, 3 и у микрофона 6.

Если в области микрофонаь 6 давление выше равновеснЬго, то в камерах 2 и 3 оно ниже и наоборот.

Спектрофон работает следующим образом.

Модулированное по амплитуде излучение входит в окно 4, проходит через исследуемую газовую смесь и выходит в окно 5. Изменения давления в спектрофоне регистрируются микроФоном 6 . Частота модуляции выбраны так, что длина волны L генерируемого в ячейке звука равна удвоенному расстоянию между окнами. При длине камер 2 и 3, равных четверти Ь, в спектрофоне возникает резонансное усиление колебаний. Окна 4 и 5 при этом оказываются в узлах стоячей волны и фоновый сигнал от окон не усиливается. Гаэ, поглощающий излучение в области микрофона, находится

s пучности стоячей волны и дает колебания давления, которые .усиливаются спектрофоном.

В такой конструкции спектрофона окна цилиндрической камеры 1 расположены в узлах возбуждаемой стоячей волны, поэтому усилия фонового сигнала от поглощения .в окнах,не происходит. Сигнал же от определяемой концентрации микропримеси возникает в пучности стоячей волны и эффективно усиливается.

Использование изобретения позволяет повысить чувствительность спектрофона по сравнению с известными. При.эпом минимальный порог определяемой концентрации микропримесей в газах может быть снижен в 10 раз.