Багатоканальний інтерференційний газоаналізатор

Багатоканальний інтерферометричний газоаналізатор, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, плоскопаралельну світлоподільну пластину, порівняльну та робочу оптичні кювети, відбивач, комутатор та датчик його положення і фотоприймач, підключені до блоку зчиту 38776 Схему багатоканального інтерферометричного аналізатора наведено на фігурі. Інтерферометр складається з джерела випромінювання 1, плоскопаралельної світлоподільної пластини 2, 3.m+1 оптичних кювет, 3.1 з яких є порівняльною, відбивач 4, об'єктив 6, комутатор 5 та датчик його положення 8 і фотоприймач 7, підключені до блоку зчитування та обробки інформації, який включає в себе диференціальний підсилювач 9, пристрій для вибору та зберігання робочих каналів 10, пристрій для вибору та зберігання опорного каналу 11, диференціальний підсилювач 12, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) 13, постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) 14, цифровий індикатор 15. Багатоканальний інтерферометричний газоаналізатор працює таким чином. Світловий потік від джерела випромінювання 1 потрапляє на плоскопаралельну світлоподільну пластинку 2, при багатократному відбиванні від задньої та передньої граней поділяється на m+2 променів, напрямлених паралельно один одному. Перші два промені (1', 2') проходять через порівняльну кювету 3.1, яка наповнена еталонним газом з показником заломлення n0, відбившись від відбивача 4 повторно (1', 2') проходять через порівняльну кювету 3,1 та потрапляють на плоскопаралельну світлоподільну пластинку 2, де вони змішуються та утворюють опорну інтерференційну картину. Комутатор 5 працює таким чином, що забезпечує перекриття одного з променів (2'), що проходить через порівняльну кювету 3.1, та почергове відкриття при цьому одного з наступних 3', 4',..., m'+2 променів, які проходять через заповнені газами з показниками заломлення ni відповідні 3.2, 3.3,..., 3.m+1 робочі кювети, і, відбившись від відбивача 4, потрапляють на плоскопаралельну світлоподільну пластинку 2, де разом з променем 1' змішуються і почергово утворюють робочі інтерференційні картини відповідних робочих каналів. За допомогою об'єктива 6 опорна та робочі інтерференційні картини проектуються на фотоприймач 7 таким чином, щоб головний інтерференційний максимум при відсутності газових проб у робочих кюветах 3.2, 3.3,.... 3.m+1 однаково потрапляв на фотоприймальні площадки. При проведенні аналізу газових проб у робочих кюветах виникають зміщення відповідних робочих інтерференційних картин, які пропорційні різниці ходу між променями Di=2l(n i-n0), де l - товщина робочих кювет. Тоді розбаланс освітленості фотоприймальних площадок 7 при проведені аналізу пропорцій ний концентрації газової проби. При детектуванні опорної інтерференційної картини освітленість фотоприймальної площадки 7 є незмінною і залежить лише від деформацій та зміщень оптичних елементів, обумовлених параметрами зовнішнього середовища. Сигнал розбалансу, який знімається з фотоприймача 7, підсилюється диференційними підсилювачами 9 і запам'ятовується в пристрої 10, який комутується керуючими імпульсами датчика 8. Аналогічно сигнал з фотоприймача 7, який відповідає опорній інтерференційній картині, запам'я товується в пристрої 11 при надходженні відповідного керуючого сигналу з датчика 8. Таким чином, запам'ятовування сигналу в пристроях 10, 11 відбувається у встановленому режимі при відповідних положеннях комутатора 5, які відповідають почерговому відкриттю робочих та порівняльного каналів. Сигнали робочих та порівняльного каналів віднімаються за допомогою ще одного диференціального підсилювача 12, і їх різниці перетворюються в цифрові значення за допомогою АЦП 13. В ПЗП 14 записано залежності концентрації аналізованих газів від величини сигналу, який надходить з АЦП 13, і на цифровому індикаторі висвічуються значення концентрацій аналізованих компонентів, які знаходяться у відповідних робочих кюветах. Наявність опорної інтерференційної картини, її врахування при обробці відповідних робочих сигналів ліквідує похибки, пов'язані зі змінами параметрів навколишнього середовища. Таким чином, створено умови для проведення одночасного аналізу багатьох m (m³1) газових проб завдяки тому, що на світлоподільну пластинку нанесено покриття з можливістю формування m+2 променів, які проходять через m+1 кількість кювет, формуючи m+1 інтерференційних картин, одна з яких є опорною і усуває додаткові похибки, обумовлені впливом зовнішніх факторів, а комутатор встановлено з можливістю почергового відкриття одного з променів, які пройшли через відповідні робочі кювети, та променя, який пройшов через порівняльну кювету. Запропонований багатоканальний інтерферометричний газоаналізатор планується використовувати в Інсти туті електронної фізики НАН України. Даний пристрій може бути застосований в установах, що займаються проведенням моніторингу навколишнього середовища. Джерела інформації. 1. Берн М. Вольф Э. Основы оптики. - М.: Наука, 1973. - С. 719. 2. Авторское свидетельство № 1498193 (СССР), кл. G 01 N 21/45 - прототип. 2 38776 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3