Газоаналізатор

Газоаналізатор, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, кювету, світлофільтр та приймач випромінювання, який відрізняється тим, що кювета виконана у вигляді напівеліпсоїда з внутрішнім дзеркальним покриттям, причому в одному з його фокусів розташовано джерело випромінювання, а в другому - приймач випромінювання Винахід відноситься до техніки аналітичного приладобудування і може бути використаний для аналізу газів в ХІМІЧНІЙ, металургійній та інших галузях промисловості, а також для контроля забруднення оточуючого середовища ВІДОМІ пристрої [1, 2, 3], що мають близьку сукупність ознак щодо пристроя, що замовляється Відомий газоаналізатор, який містить оптично зв'язані джерело випромінювання, кювету у вигляді полого світловідбиваючого усіченого конуса, приймачи робочого та еталонного випромінювання із світлофільтрами, що встановлені з торця та в бічній СТІНЦІ кювети [1] До недоліків цього газоаналізатора відносяться обмежені чутливість та точність через неповне використання світлового пучка еталонним приймачем випромінювання, а також нерівність оптичних шляхів в робочому та еталонному каналах Відомий інфрачервоний газоаналізатор, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, дзеркальну кювету з вхідними та вихідними вікнами, систему дзеркал для розділення потоку випромінювання по робочому та еталонному каналам та зведення його на приймач випромінювання [2] Недоліками даного пристрою є обмежені чутливість та точність, що обумовлені низькою світлосилою системи сферичних дзеркал та втратами потока випромінювання на розсіяння і через зменшеня його потужності внаслідок розділення на два ідентичних пучка, громіздкість конструкції Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого являється інфрачервоний газоаналізатор, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, кювету у вигляді інтегруючої сфери, світлофільтр та приймач випромінювання [3] Недоліками цього газоаналізатора є низька надійність, викликана невизначеністю довжини оптичного шляху в кюветі, який залежить від взаємного разташування джерела та приймача випромінювання, а в деяких випадках повна втрата працьоздатності, коли промінь від джерела випромінювання після багатократного відбиття від стінок кювети може взагалі не потрапити на приймач Це стає зрозумілим після розглянення простих геометричних побудов, в яких у коло, що спрощено зображує розріз сфери, вписується багатокутник В одній з вершин багатокутника знаходиться джерело випромінювання В тому випадку, коли приймач випромінювання опиниться не в будь-якій з вершин цього багатокутника, виключається можливість потрапляння випромінювання на приймач Таким чином, виходячи з відсутності конкретного пояснення щодо вибору місцеположення джерела та приймача випромінювання у пристрої, що служить за прототип, не відомо, з яких міркувань джерело та приймач розташовані саме таким чином, як зображено на креслені [3] Задачею винаходує-підвищення надійності газового аналізу, а також його чутливості та точності Поставлена задача у досягається тим, що у відомому газоаналізаторі, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, кювету у вигляді інтегруючої сфери, світлофільтр та приймач випромінювання, кювета виконана у вигляді напів 1 СО ^ о Ю 50437 еліпсоїда з внутрішнім дзеркальним покриттям, в одному з фокусів якого розташоване джерело випромінювання, а в іншому - приймач випромінювання Напівеліпсоїд, що пропонується, містить отвори для заповнення його внутрішньої порожнини газом, що аналізується, а також отвори для оптичного входу та виходу За рахунок виконання кювети у вигляді напівеліпсоїда, технічне рішення, що заявляється, виявляє нові властивості, а саме забезпечує підвищення надійності газового аналізу, дозволяє повне використання потоку випромінювання при строго визначеній довжині оптичного шляху в кюветі, що не залежить від нахилів джерела та приймача віпромінювання, що призводить до підвищення чутливості та точності На креслені представлена схема газоаналізатора Пристрій містить джерело випромінювання 1, кювету 2 у вигляді напівеліпсоїда, світлофільтр З, приймач випромінювання 4 Газоаналізатор працює наступним чином Випромінюваня від джерела 1, що розташоване в одному з фокусів напівеліпсоїда 2, спрямовується у його порожнину, де взаємодіє або з повітрям (при калібровці приймача 4), або з газом, що аналізується (при вимірюванні його концентрації) Після відбиття від стінок напівеліпсоїда випромінюваня, проходячи світлофільтр 4, що узгоджує полосу випромінювання приймача з полосою поглинання газу, випромінювання збирається на чутливій площадці приймача 4, що розташований в другому фокусі напівеліпсоїда Сигнал на виході приймача випромінювання пропорційний величині падаючого на нього потоку випромінювання Мірою концентрації газу, що аналізується, є зміна інтенсивності випромінювання при проходжені через газ, що призводить до відповідної зміни сигналу на виході приймача При цьому повітряне середовище без газу, що аналізується, в межах робочого спектрального діапазону є неселективним Як джерело випромінювання можуть використовуватись світловипромінюючі діоди, полоси випромінювання яких узгоджені з полосами поглинання газу, а також лазери із змінною частотою випромінювання Як приймач використовується широкополосний піроелектричний приймач У порівнянні з прототипом рішення, що замовляється, за рахунок використання кювети у вигляді напівеліпсоїда забезпечує повне використання потоку випромінювання джерела при строго визначеній довжині оптичного шляху в кюветі, що не залежить від нахилів оптичних вісей джерела та приймача випромінювання, що призводить до підвищення чутливості, стабільності та надійності вимірювання та дозволяє використовувати газоаналізатор для різних задач аналітичного приладобудування Література 1 Патент Роси № 2037809, кл G01N 21/61, 1995 2 А С СССР № 1171699, кл G01N 21/61, 1985 3 Патент Роси № 2022249, кл G01N 21/61, 1994 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71