[go: up one dir, main page]

SU1187033A1 - Gas analyser - Google Patents

Gas analyser Download PDF

Info

Publication number
SU1187033A1
SU1187033A1 SU833631506A SU3631506A SU1187033A1 SU 1187033 A1 SU1187033 A1 SU 1187033A1 SU 833631506 A SU833631506 A SU 833631506A SU 3631506 A SU3631506 A SU 3631506A SU 1187033 A1 SU1187033 A1 SU 1187033A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
leds
optical
radiation
gas analyzer
diffraction grating
Prior art date
Application number
SU833631506A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Юрьевич Билинец
Олег Давыдович Крайслер
Original Assignee
Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники filed Critical Специальное конструкторское бюро средств аналитической техники
Priority to SU833631506A priority Critical patent/SU1187033A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1187033A1 publication Critical patent/SU1187033A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптические сопр женные источники излучени , выполненные в виде двух светодиодов, излучающих на разных длинах волн, оптическую кювету с входным и выходным окнами и фотоприемник , св занный с электронной схемой выделени  сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности измерений за счет более полного использовани  потоков излучени  светодиодов , последние дополнительно снабжены параболическими зеркальными отражател ми, фотоприемник дополнительно снабжен вогнутым зеркалом, расположенным со стороны его фоточувствительной площадки, а входное окно оптической кюветы вьтолнено в виде голографической дифракционной решетки , при этом светодиоды с отражател ми установлены относительно оптической оси газоанализатора под углами, обеспечивающими при падении излучени  светодиодов на дифракционную решетку угол дифракции, равный нулю.A GAS ANALYZER containing optical conjugate radiation sources, made in the form of two LEDs emitting at different wavelengths, an optical cell with input and output windows and a photodetector associated with an electronic signal isolation circuit, characterized in that, in order to increase accuracy and sensitivity measurements due to more complete use of the radiation fluxes of the LEDs, the latter are additionally equipped with parabolic reflectors, the photodetector is additionally equipped with a concave mirror, located on the side of its photosensitive site, and the entrance window of the optical cell is made in the form of a holographic diffraction grating, while the LEDs with reflectors are set relative to the optical axis of the gas analyzer at angles that ensure that the diffraction angle is zero at the incidence of the LED radiation on the diffraction grating.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании газоанализаторов , в частности инфракрасного газоанализатора метана.The invention relates to optical instrumentation and can be used to create gas analyzers, in particular an infrared methane gas analyzer.

Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности измерений за счет более полного использовани  потоков излучени  светодиодов.The purpose of the invention is to improve the accuracy and sensitivity of measurements due to more complete use of LED radiation fluxes.

На фиг, 1 приведена схема газоана лизатора; на фиг. 2 - диаграмма направленности излучени  светодиодов.Fig, 1 shows a diagram of a gas lysator; in fig. 2 shows the radiation pattern of the LEDs.

Газоанализатор содержит блок 1 питани , от которого с частотой 1 кГц запитываютс  рабочий 2 и срав . нит-ельный 3 излучающий светодиоды, помещенные в фокусы двух параболических зеркальных отражателей 4 излучени , пропускающую голографическую дифракционную решетку 5, направл ющую излучение светодиодов в оптическую кювету 6, предназначенную дл  задани  поглощающего объема исследуемого газа, за которой расположено вогнутое сферическое зеркало 7, фиксирующее излучение светодиодов на фотопрнемник 8. Двухканальный усилител 9, устройство 10 сравнени  сигналов предназначены дл  обработки сигналов фотоприемника 8 и вывода их отношени  на показывающий прибор 11.The gas analyzer contains a power supply unit 1, from which a worker 2 and a power supply are fed with a frequency of 1 kHz. filament 3 emitting LEDs placed in the foci of two parabolic mirror reflectors 4 of radiation, transmitting a holographic diffraction grating 5, directing the radiation of LEDs into an optical cell 6, designed to specify the absorbing volume of the test gas, behind which is located a concave spherical mirror 7 fixing the radiation light-emitting diodes on the photocell 8. A two-channel amplifier 9, the device 10, a signal comparison device 10, are designed to process the signals of the photodetector 8 and output their ratio to providing device 11.

Газонализатор работает следующим образом.Gas analyzer works as follows.

Блок 1 питани  подаетс  с частотой 1 кГц и фазовым сдвигом м/2 пр моугольные импульсы питани  на светодиоды, излучение которых спектрально разнесено по длине волны, причем излучение рабочего светодиода 2 совпадает, а сравнительного 3 не сов падает с полосой поглощени  исследуемого газа.The power supply unit 1 is supplied with a frequency of 1 kHz and a phase shift of m / 2 rectangular supply pulses to the LEDs, the radiation of which is spectrally separated by the wavelength, the radiation of the working LED 2 coinciding, and the comparative 3 does not coincide with the absorption band of the gas under study.

Диаграмма направленности излучени светодиодов имеет лепестковую форму (фиг. 2), поэтому светодиоды помещены в фокусы параболических зеркальных отражателей 4, что позвол ет создать высокопараллельный интенсивный поток инфракрасного излучени  светодиодов и направить его под напе ред заданными углами С|, и Cf ( сравнительного и рабочего светодиода сооветственно ) на входное окно оптической кюветы, выполненное в виде пропукающей голографической дифракционной решетки 5. Параболические зеркальные отражатели устанавливают так, что их оптические оси располагаютс  под углами Lp и (р , которые выбираютс  ис ход  из уравнени  дифракции.The radiation pattern of the LEDs has a petal shape (Fig. 2), therefore, the LEDs are placed at the foci of parabolic mirror reflectors 4, which makes it possible to create a highly parallel intense flux of infrared radiation of the LEDs and direct it towards the specified angles С |, and Cf (comparative and working LEDs, respectively) to the input window of the optical cell, made in the form of a protruding holographic diffraction grating 5. Parabolic mirror reflectors are set so that their optical The hard axes are located at angles Lp and (p, which are selected from the diffraction equation.

. Особенностью оптической схемы  вл етс  то, что пропускающа  дифракционна  голографическа  решетка изготавливаетс  с таким числом штрихов, что при заданных углах падени  излучени  ( tp и IP у) угол дифракции (у) равен нулю.. The feature of the optical scheme is that the transmission diffraction holographic grating is produced with such a number of grooves that at given angles of incidence of the radiation (tp and IP y) the diffraction angle (y) is zero.

После дифракции на входном окне излучение проходит через оптическую кювету 6, фокусируетс  вогнутым зеркалом 7 на фоточувствительную площадку фотоприемника ,8, который вырабатывает электрические сигналы, которые в двухканальном усилителе 9 раздел ютс  ключевой схемой по двум каналам и усиливаютс . Устройство 10 сравнени  сигналов выводит их отношение на показывающий прибор 11.After diffraction at the entrance window, the radiation passes through the optical cuvette 6, is focused by the concave mirror 7 to the photosensitive area of the photodetector, 8, which produces electrical signals, which are separated in a two-channel amplifier in a two-channel amplifier by two channels and amplified. The signal comparison device 10 outputs their relationship to the indicating device 11.

Примером конкретного исполнени  газоанализатора может служиуь макет дл  определени  довзрывоопасных концентрагдий метана, в котором применены два излучающих светодиода: рабочий с длиной волны излучени  3, 32 мкм, совпадающей с максимумом поглощени  метана, и сравнительный с длиной волны излучени  3,80 мкм, излучающий в области, где метан не поглощает.A specific example of a gas analyzer is a model for determining the pre-explosive concentration of methane in which two emitting LEDs are used: a working one with a emission wavelength of 3, 32 µm, which coincides with the maximum absorption of methane, and a comparative one with a emission wavelength of 3.80 µm, which emits in where methane does not absorb.

Полуширина линии излучени  светодиода составл ет 0,30 мкм. Параболические зеркальные отражатели излучени  (форма поверхности - параболоид вращени  у 30 х) позвол ют получить высококачественный параллельный пучок инфракрасного излучени , что дает увеличение интенсивности сигнала от светодиода в 29 раз После дифракции на голографической решетке, выполненной на основе халькогенидного стекла As S, интенсивность сигнала от светодиода в первом дифракционном пор дке составл ет 85% от падающего на решетку. Углы падени  cf, (дл  , 3,32 мкм) и 2 (дл  3,80 мкм) составл ют 30 и 35° соответственно при числе штрихов пропускающей голографической дифракционной решетки 150 штр/мм, что позвол ет после дифракции пучки обеих длин волн направить по одной оптической оси вдоль кюветы.The half-width of the LED emission line is 0.30 µm. Parabolic mirror reflectors of radiation (the shape of the surface is a paraboloid of rotation of 30 x) allows to obtain a high-quality parallel infrared beam, which gives a 29-fold increase in the signal intensity from the LED. After diffraction from a holographic glass grid As S, the intensity of the signal from the LED in the first diffraction order is 85% of the incident on the grating. The angles of incidence cf, (for, 3.32 µm) and 2 (for 3.80 µm) are 30 and 35 °, respectively, with the number of strokes of the transmitting holographic diffraction grating 150 lines / mm, which allows, after diffraction, beams of both wavelengths to direct along one optical axis along the cuvette.

Сфокусированные сферическим зеркалом (рйдиусом 40 мм) оптические сигналы от обоих светодиодов регистрирует фотоприемник СФ4-12 с приемной площадью 1x1 мм.Optical signals from both LEDs, focused by a spherical mirror (40 mm in diameter), are registered by the SF4-12 photodetector with a receiving area of 1x1 mm.

Claims (1)

ГАЗОАНАЛИЗАТОР, содержащий оптические сопряженные источники излучения, выполненные в виде двух светодиодов, излучающих на разных длинах волн, оптическую кювету с входным и выходным окнами и фотоприемник, связанный с электронной схе мой выделения сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений за счет более полного использования потоков излучения светодиодов, последние дополнительно снабжены параболическими зеркальными отражателями, фотоприемник дополнительно снабжен вогнутым зеркалом, расположенным со стороны его фоточувствительной площадки, а входное окно оптической кюветы выполнено в виде голографической дифракционной решетки, при этом светодиоды с отражателями установлены относительно оптической оси газоанализатора под углами, обеспечивающими при падении излучения светодиодов на дифракционную решетку угол дифракции, равный нулю.A GAS ANALYZER containing optical coupled radiation sources made in the form of two LEDs emitting at different wavelengths, an optical cuvette with input and output windows, and a photodetector connected to an electronic signal separation circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy and sensitivity of measurements due to a more complete use of LED radiation fluxes, the latter are additionally equipped with parabolic mirror reflectors, the photodetector is additionally equipped with a concave mirror, the side of its photosensitive area, and the entrance window of the optical cuvette is made in the form of a holographic diffraction grating, while the LEDs with reflectors are mounted relative to the optical axis of the gas analyzer at angles that provide a diffraction angle equal to zero when the LED radiation falls on the diffraction grating. кОЭЕВЬ о© оKOEEV o © o
SU833631506A 1983-05-30 1983-05-30 Gas analyser SU1187033A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833631506A SU1187033A1 (en) 1983-05-30 1983-05-30 Gas analyser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833631506A SU1187033A1 (en) 1983-05-30 1983-05-30 Gas analyser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1187033A1 true SU1187033A1 (en) 1985-10-23

Family

ID=21077883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833631506A SU1187033A1 (en) 1983-05-30 1983-05-30 Gas analyser

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1187033A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 285325, кл. G 01 N 21/17, 1969. Авторское свидетельство СССР № 569916, кл. G 01 N 21/35, 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6120166A (en) Light source apparatus for a spectral analyzer
EP0263931A3 (en) Method and device for measuring continuously the concentration of a gas component
JPS63168844U (en)
CN106018339B (en) Adaptive reflective infrared laser industrial hazard gas leakage monitoring device
RU157463U1 (en) TRACK GAS ANALYZER
EP0274403A3 (en) Light absorption analyser
CN111707628B (en) Multi-station automatic switching optical path device and spectrometer
CN207571026U (en) A Multi-Gas Remote Measurement System Based on TDLAS
JPS63118635A (en) Optical device
CN109520944A (en) A kind of universal spectroscopic analysis system
CN205958454U (en) Dangerous gas monitoring device that leaks of reflective infrared laser industry of self -adaptation
SU1187033A1 (en) Gas analyser
CN211263181U (en) Open-circuit laser gas analyzer for detecting CH4 and H2S
CN112505016A (en) Compact portable multi-wavelength in-situ Raman detector and detection method thereof
JP2000304694A (en) Method and apparatus for grading of tea leaf
CN216247693U (en) Infrared emissivity testing arrangement
CN214894854U (en) Reflective laser gas telemeter
JPH1144638A (en) Fruit sugar content measurement method and fruit sugar content meter
WO1995002179B1 (en) Misalignment detection apparatus for transmissometer with underfilled reflector
CN219996884U (en) Multi-optical-path coupling remote sensing detection module
SU1363968A2 (en) Single-beam gas analyzer
CN220231475U (en) Water quality detection device
SU1188600A1 (en) Gas analyser
CN101769860A (en) Second-order nonlinear optical test system realized by utilizing integrating sphere
JPS58219435A (en) Spectrophotometer with two luminous fluxes