Учебное пособие Нижний Новгород 2015 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное

Оптические газоанализаторы

Оптические газоанализаторы – это измерительные приборы, в которых концентрация определяемого компонента находится путем измерения оптиче- ских свойств газовой смеси. К основным свойствам относятся показатели пре- ломления, спектрального поглощения и излучения, спектральная плотность и пр.

Оптические газоанализаторы по принципу действия классифицируются на приборы: инфракрасного и ультрафиолетового поглощения; фотоколоримет- рические; люминесцентные; ослабления видимого излучения.
Рассмотрим метод инфракрасного поглощения, основанный на зависимости ос- лабления монохроматического излучения при прохождении через камеру, за- полненную газом, от концентрации компонента (закон Ламберта – Бера):
 ₂  ₁e^cl , (4.15)
где Φ₁, Φ₂ – интенсивности монохроматического излучения на входе и выходе из заполненной газом камеры, Вт/м²; ε – коэффициент спектрального поглощения исследуемого газа; c – объемная концентрация компонента; l – длина камеры, м.
Для применения данного метода необходимо, чтобы определяемый ком- понент имел спектр поглощения, отличающийся от спектров поглощения дру- гих компонентов исследуемой газовой смеси.
Принципиальная схема оптико-акустического приемника инфракрасного излучения представлена на рис. 4.11 [16]. Источником 1 создается постоянное излучение, которое с помощью вращающегося диска с отверстиями (обтюрато- ра) 2 и светофильтром 3 преобразуется в пульсирующее монохроматическое излучение. Анализируемый компонент, находящийся в камере 4, поглощает из- лучение, при этом в камере возникают пульсации температуры и, как следст- вие, давления. Пульсации давления воспринимаются микрофонным чувстви- тельным элементом 5, являющимся конденсатором, образованным подвижной мембраной и неподвижной пластиной. Под действием давления мембрана пе- ремещается, вызывая из-за колебаний зазора δ, мм, изменение емкости конден- сатора C. Данные об изменении емкости передаются на вторичный преобразо- ватель, на котором отображается концентрация компонента смеси.

Рис. 4.11. Схема оптико-акустического лучеприемника: 1 – источник постоянного из- лучения; 2 – обтюратор; 3 – светофильтр; 4 – камера; 5 – чувствительный элемент

5.