Global Informatics

- Информатика и вычислительная техника

Оптические абсорбционные в инфракрасной области спектра (оптико-акустические) газоанализаторы на СО, СO2, СH4, С2H2

Действие оптико-акустических газоанализаторов основано на способности определяемого газа поглощать инфракрасные лучи. Этой способностью обладают все газы, за исключением одноатомных, а также водорода, кислорода, азота и хлора.

Каждый газ поглощает инфракрасное излучение только в своих, свойственных ему участках спектра. Измерение содержания газа производят на основании оптико-акустического эффекта, который заключается в том, что газ, способный поглощать инфракрасные лучи, при прерывистом облучении в замкнутом объеме (лучеприемнике) периодически нагревается и охлаждается, в результате чего происходят колебания давления газовой смеси. Колебания давления воспринимаются чувствительным элементом-мембраной, которая является одной из обкладок конденсаторного микрофона.

В качестве источника инфракрасного излучения используется хромоникелевая проволока, нагретая до 700…800 °С. Инфракрасное излучение в анализируемую смесь пропускают через окна, изготовленные из синтетического корунда или других материалов, пропускающих это излучение. Прерывание потока излучения производится с частотой 5…6 Гц.

Изменение емкости конденсатора при действии на лучеприемник полного потока инфракрасного излучения в среднем составляет 0,3 пФ при смещении мембраны на 1 мкм. В конструкциях газоанализаторов применены две разновидности схем измерения (рис. 7.4). В одноканальной схеме (рис. 7.4, а) поток от нихромового излучателя, нагретого электрическим током, отражается от параболического зеркала; прямой и отраженный потоки прерываются обтюратором, который вращается синхронным двигателем, проходят через светопровод, рабочую кювету и попадают в приемные камеры оптико-акустического лучеприемника, расположенные в оптической последовательности.

Приемные камеры заполнены определяемым газом в смеси с азотом или аргоном. В первой камере (по ходу потока) происходит поглощение инфракрасного излучения, соответствующего преимущественно центральной полосе спектра, во второй - началу и концу полосы. Повышение давления дают лишь наиболее сильные линии поглощения центральной полосы спектра, вследствие чего создается перепад давлений в камерах, воздействующий на мембрану.

На выходе микрофона появляется электрический сигнал переменного тока с частотой 12,5 Гц, амплитуда которого пропорциональна содержанию определяемого компонента анализируемой смеси. Сигнал усиливается, выпрямляется усилителем и подается на вторичный прибор. При отсутствии анализируемого газа в рабочей кювете пульсации давлений в камерах лучеприемника выравниваются нулевой заслонкой.

В двухканальной дифференциальной схеме (рис. 7.4, б) потоки излучения поступают в два оптических канала - в рабочую кювету с анализируемой газовой смесью и сравнительную камеру, заполненную газовой смесью постоянного состава. Фильтровые камеры заполняются неизмеряемыми газами, которые поглощают излучение спектра частот мешающих газов; полоса частот определяемых газов проходит свободно. Прерывистые потоки излучения, сдвинутые по фазе на половину периода оборота обтюратора, суммируются и создают в пространстве над мембраной колебания давления. При равенстве потоков колебания давления не происходит.

Статья в тему

Структурная схема автогенератора
усилитель транзистор ответвитель автогенератор Основными характеристиками АГ являются: частота генерируемых колебаний, выходная мощность, КПД, долговременная стабильность частоты, уровень фазовых шумов выходного сигнала. Основными отличиями СВЧ АГ от низкочастотных являются: - при ...

Главные разделы


www.globalinformatics.ru © 2020 - Все права защищены!