RU1782118C

RU1782118C - Adsorption method of determination of concentration of substances

Info

Publication number: RU1782118C
Authority: RU
Inventors: В.Б. Дунаев
Original assignee: Дунаев Валерий Борисович
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: measurement of radiant energy. SUBSTANCE: radiation beams are passed through working and comparison channels and directed to photodetector. Output signal of photodetector is processed with generation of two signals formed by periodic storage circuit of fractions of pulses during predetermined time intervals with use of leading and trailing edges of these pulses. EFFECT: expanded application field. 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения лучистой энергии и может быть использовано в газоанализаторах, спектрофотометрах, спектрорадиометрах и т. д. The invention relates to techniques for measuring radiant energy and can be used in gas analyzers, spectrophotometers, spectroradiometers, etc.

Известен способ определения концентрации веществ включающий поочередное пропускание пучков излучения источника через рабочий и сравнительный каналы, подаче этих пучков на приемник излучения, усилении его выходной электрического сигнала с последующей фиксацией его нулевого уровня и накоплением фиксированного на нулевом уровне сигнала. A known method for determining the concentration of substances, including alternately passing the radiation beams of the source through the working and comparative channels, supplying these beams to the radiation receiver, amplifying its output electrical signal, followed by fixing its zero level and accumulating a signal fixed at zero level.

Недостатком этого способа является отсутствие точного соответствия между интенсивностью излучения источника и сформированным сигналом нормировки. The disadvantage of this method is the lack of an exact match between the radiation intensity of the source and the generated normalization signal.

Наиболее близким техническим решением является абсорбционный способ определения концентраций веществ, включающий поочередное пропускание излучения через рабочий и сравнительный каналы, преобразование этих потоков излучения в электрические сигналы, формирование сигнала нормировки, по которым определяют концентрацию анализируемого компонента. The closest technical solution is the absorption method for determining the concentrations of substances, including alternating transmission of radiation through the working and comparative channels, the conversion of these radiation fluxes into electrical signals, the formation of a normalization signal, which determine the concentration of the analyzed component.

Недостатком этого способа является слабая корреляция между интенсивностью излучения источника и сформированным сигналом нормировки, обусловленным влиянием шумов, т.е. отсутствует точное соответствие между потоком излучения и сигналом нормировки. The disadvantage of this method is the weak correlation between the radiation intensity of the source and the generated normalization signal due to the influence of noise, i.e. There is no exact correspondence between the radiation flux and the normalization signal.

Целью изобретения является повышение точности за счет снижения влияния шумов на уровень формируемого сигнала нормировки. The aim of the invention is to increase accuracy by reducing the influence of noise on the level of the generated normalization signal.

Поставленная цель достигается тем, что в абсорбционном способе определения концентрации веществ, включающем поочередное пропускание излучения по меньшей мере через один рабочий и один сравнительный каналы, преобразование этих потоков излучения в электрические сигналы, формирование сигнала нормировки, по которым определяют концентрацию анализируемого компонента, сигнал нормировки формируют синхронно с модуляцией излучения путем накоплений электрических сигналов усредненных по времени выборок с получением двух промежуточных сигналов и разности их значений, причем суммарное время выборок за период модуляции излучения устанавливают не менее Т/n и не более 2Т/n. где Т период пропускания пучков излучения через оптические каналы, n число оптических каналов. This goal is achieved by the fact that in the absorption method for determining the concentration of substances, including alternating transmission of radiation through at least one working and one comparative channels, the conversion of these radiation fluxes into electrical signals, the formation of a normalization signal, which determine the concentration of the analyzed component, the normalization signal is formed synchronously with radiation modulation by accumulation of electrical signals of time-averaged samples to obtain two intermediate signals and the difference in their values, and the total sampling time for the period of radiation modulation is set to not less than T / n and not more than 2T / n. where T is the period of transmission of radiation beams through optical channels, n is the number of optical channels.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующая способ. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the method.

Устройство для осуществления способа содержит оптический блок 1 анализатора вещества, модулятор 2, блок 3 приемника излучения, блок 4 синхронизации, связанный с модулятором, электронный коммутатор 5, накопители 6 и 7 и вычитающее устройство 8. Выход блока 3 приемника излучения соединен с входом электронного коммутатора 5, управляющий вход которого подключен к выходу блока 4 синхронизации, а его выходы, через накопители 6 и 7, связаны с входами вычитающего устройства 8. The device for implementing the method comprises an optical unit of a substance analyzer 1, a modulator 2, a radiation receiver unit 3, a synchronization unit 4 associated with the modulator, an electronic switch 5, drives 6 and 7 and a subtractor 8. The output of the radiation receiver unit 3 is connected to the input of the electronic switch 5, the control input of which is connected to the output of the synchronization unit 4, and its outputs, through the drives 6 and 7, are connected to the inputs of the subtracting device 8.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

При поочередной модуляции пучков излучения и оптических каналов анализатора веществ, выходной электрический сигнал может иметь вид, например, показанный на фиг. 2. By alternately modulating the radiation beams and the optical channels of the analyzer of substances, the output electrical signal may take the form, for example, shown in FIG. 2.

Для получения на выходе вычитающего устройства 8 сигнала нормировки, пропорционального, например, потоку излучения, прошедшего через сравнительный канал, с помощью электронного коммутатора 6, управляемого от блока синхронизации 4, связанного с модулятором 2, можно задать следующие интервалы выборок: при формировании первого промежуточного сигнала от 0 до А и от В до Т/n, а второго от А до В. В этом случае на вход накопителя 6 будет поступать периодический сигнал, форма которого показана на фиг. 3 поз. 9, а на вход накопителя 7 периодический сигнал, представленный на фиг. 4 поз. 10. Уровни постоянных выходных сигналов накопителей 6 и 7, пропорциональных усредненным за время выборок входным сигналам, показаны соответственно на фиг. 3 и 4, поз. 10 и 12. При этом выходной сигнал вычитающего устройства 8 (фиг. 5), являющийся сигналом нормировки, будет пропорционален разности выходных сигналов накопителей 6 и 7 и не будет зависеть от уровня постоянной составляющей выходного сигнала блока 3 приемника излучения, т.к. любое изменение постоянной составляющей будет вносить одинаковую добавку в промежуточные сигналы, которая в вычитающем устройстве будет устраняться. To obtain a normalization signal at the output of the subtractor 8, which is proportional, for example, to the radiation flux transmitted through the comparative channel, using the electronic switch 6 controlled from the synchronization unit 4 connected to the modulator 2, the following sampling intervals can be set: when the first intermediate signal is generated from 0 to A and from B to T / n, and the second from A to B. In this case, a periodic signal will be input to the drive 6, the shape of which is shown in FIG. 3 poses 9, and the periodic signal shown in FIG. 4 poses 10. The levels of the constant output signals of the drives 6 and 7, which are proportional to the input signals averaged over the time of sampling, are shown in FIG. 3 and 4, pos. 10 and 12. In this case, the output signal of the subtractor 8 (Fig. 5), which is a normalization signal, will be proportional to the difference of the output signals of the drives 6 and 7 and will not depend on the level of the constant component of the output signal of the radiation receiver unit 3, since any change in the DC component will make the same addition to the intermediate signals, which will be eliminated in the subtractor.

Добавка к выходному сигналу блока приемника излучения шумовой составляющей (фиг. 6) так же не приведет к смещению уровня сигнала нормировки, а лишь увеличит дисперсию шумов на выходах накопителей и соответственно на выходе вычитающего устройства. The addition of a noise component to the output signal of the receiver receiver unit (Fig. 6) also does not lead to a shift in the normalization signal level, but only increases the dispersion of noise at the outputs of the drives and, accordingly, at the output of the subtractor.

Изобретение позволяет обеспечить более жесткую корреляцию между интенсивностью излучения источника и сформированным сигналом нормировки, снизив влияние на него шумов. The invention allows for a more stringent correlation between the radiation intensity of the source and the generated normalization signal, reducing the effect of noise on it.

Claims

AN ABSORPTIONAL METHOD FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF SUBSTANCES, including sequentially transmitting radiation through at least one working and one comparative channels, converting these radiation fluxes into electrical signals, generating a normalization signal, which determine the concentration of the analyzed component, characterized in that, in order to increase accuracy, the normalization signal is formed synchronously with the modulation of radiation by accumulating electrical signals of time-averaged samples to obtain two intermediate signals and the difference in their values, and the total sampling time for the period of radiation modulation is set to at least T / n and not more than 2T / n, where T is the period of transmission of radiation beams through optical channels; n is the number of optical channels.