Інфрачервоний газовий сенсор

1. Інфрачервоний газовий сенсор, який складається з оптично зв'язаних джерел з широким спектром інфрачервоного випромінювання і одного або більше селективних приймачів інфрачервоного випромінювання, робочої кювети з отворами для газообміну з середовищами, сферичних або параболічних дзеркал, розташованих так, що джерело випромінювання зображується на вхідних 3 токанальність і точність вимірювань концентрації аналізованого газу. Недоліком сенсора є необхідність його заміни для вимірювань концентрації багатокомпонентних газів, тому, що джерела випромінювання повинні мати спектр, узгоджений зі смугою поглинання контрольованого газу. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювань концентрації багатокомпонентних газів за рахунок узгодження смуги поглинання контрольованого газу спектра із джерелом випромінювання. Поставлена задача вирішується за рахунок створення інфрачервоного газового сенсора з більш ефективною системою розрізняння складу аналізованих домішок багатокомпонентних газів, для чотирьох компонентів, з мінімальними затратами в процесі експлуатації. Інфрачервоний газовий сенсор містить джерело інфрачервоного випромінювання в широкому спектрі 2.0…5.0 мкм, яке працює в імпульсному режимі, селективні приймачі, які використовуються узгоджено зі смугою поглинання контрольованих газів. Застосування піроелектричних приймачів з вбудованим вимірювачем температури дозволяє виключити вплив змін температури на результати вимірювань, завдяки чому підвищується точність вимірювань без стабілізації температури газового сенсора. Технічний ефект використання заявленої корисної моделі виконується таким чином. Інфрачервоний газовий сенсор забезпечує розрізняння чотирьох компонентів газової суміші за рахунок змінення інтенсивності світла, яке потрапляє на приймач, що дає можливість вирахувати концентрацію аналізованого газу. За рахунок концентрації аналізованого газу змінюється ступінь поглинання випромінювання. Роботу інфрачервоного сенсора пояснюють наступні графічні зображення. На фіг. 1 наведена оптична схема інфрачервоного газового сенсора для одного контрольованого газу. Аналізований газ або суміш газів заповнює робочу кювету. Джерело інфрачервоного випромінювання, яке може працювати в імпульсному режимі має широкий спектр випромінювання і кут розходження проміжків 130…135°. Завдяки розташуванню джерела і приймачів відносно дзеркал в площині центрів кривизни (на подвійній фокусній відстані) джерело зображується на вхідних отворах приймачів. Приймачі мають вбудовані селек 65520 4 тивні світлофільтри для кожного аналізованого газу в суміші, тобто, максимум пропускання світлофільтра співпадає зі смугою поглинання контрольованого газу. Вихідний сигнал приймача залежить від концентрації контрольованого газу в суміші, довжини оптичного шляху випромінювання, а також, наявності та концентрації пилоподібних домішок в об'ємі робочої кювети. Механічні домішки можна затримати за допомогою механічних фільтрів або вносити поправку в результат вимірювання шляхом формування опорного сигналу одним із приймачів, який не має селективного світлофільтра і реєструє наявність пилоподібних домішок в контрольовані газові суміші. Відстань від приймача до центру кривизни повинно дорівнювати відстані від площини розташування джерела та приймача до дзеркала та дорівнювати радіусу кривизни дзеркала і/або подвійного фокусного розташування дзеркала. Для контролю двокомпонентної суміші газів використовується сенсор, оптична схема якого наведена на фіг.2. Джерело та приймач розташовані в площині, яка перетинає центр кривизни дзеркала, та приймач, джерело і центр кривизни розташовані в одній площині. На фіг.3 показано розташування джерела і приймачів для чотирьох компонентів газової суміші (робота пристрою аналогічна оптичній схемі для одного контрольованого газу, рис. 1). Один з каналів багатокомпонентного сенсора можна використати для формування опорного сигналу з метою врахування впливу механічних домішок в контрольовані суміші газів на результати вимірювання концентрації (вугільний пил, туман та ін.). Джерела інформації: 1. Патент WO 02/063283, MПКG01N21/61. Опубл. 15.08.2002. 2. Патент РФ № 2262684, MПKG01N21/61. Опубл. 20.10.2005. 3. Патент РФ № 2134874, МПКG01N21/61. Опубл. 20.08.1999. 4. Патент України № 72630, MПKG01N21/01. Опубл. 15.03.2005. 5. Патент РФ № 2187093, MПKG01N21/61. Опубл. 10.08.2005. 6. Патент України № 80639, MПKG01 N21/61. Опубл. 10.10.2007. 7. Патент України №89707, МПК H01L33/00. Опубл. 25.02.2010. 8. Патент України № 90194, MПKG01N21/01. Опубл. 12.04.2010. 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 65520 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601