Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Пирометры частичного излучения 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

разбалансировки моста усиливается фазочувствительным усилителем IZ и подается на электродвигатель 14, вал которого жестко связан с движком потенциометра 8, включённого в другое плечо моста. Электродвигатель перемещает движок потенциометра до тех пор, пока мост не сбалансируется.

В положении на приемник падает излучение, ослабленное оптическим клином 4, механически связанным с электродвигателем 15. Электродвигатель перемещает клин до положения баланса моста. Таким образом, поло.-жению оптического клина 4 соответствует концентрация определяемого ком-. понента. При перемещении клина 4 перемещается движок потенциометра измерительного прибора П. Установка нуля осуществляется вручную перемещением оптического клина 3.

По однолучевой одноканальной схеме выполнен американский влагомер Анакон . На рис. 1.5, а показана принципиальная схема модификации этого прибора, работающего по принципу измерен^ величины лучистого потока, отраженного от поверхности образца.

Поток излучения при помощи зеркал 2к8 направляется через интерференционные фильтры 5 на поверхность 7 анализируемого образца. Модулятор 4 обеспечивает поочередную установку фильтров, пропускающих излучение с длинами волн 1,9 и 1,7 мкм.



\ в / 6 i \ г

Ж 5 Г®

Рис. 1.5. Функциональная схема влагомера Анакон для измерения отраженного (а) и поглощенного (б) излучения:

/ - излучатель; 2, 8 - зеркала; 3 - двигатель привода модулятора; 4 - модулятор; 5 - интерференционные фильтры; 6, /5-лиизы; 7 - анализируемый образец; 9-приемник излучения; /О - усилительно-измерительная схема; -измерительный прибор; /2 - зеркальный объектив; 13 - регулировочный винт; 14 - кювета с образцом

Отраженное от образца излучение собирается зеркальным объективом 12 и поступает, на фоторезистор 9 (PbS). Концентрация влаги в анализируемом образце определяется по степени поглощения излучения на длине волн 1,9 мкм. Излучение с длиной волны 1,7 мкм влагой не поглощается, и служит для компенсации погрешности.

Модификация влагомера Анакон для анализа жидких и определения влаго-содержания сыпучих веществ изображена на рис. 1.5, б. Измерение влагосодер-жания Б этом приборе осуществляется определением величины лучистого потока, поглощаемого водой, содержащейся в анализируемом образце. Анализатор данного типа имеет малую инерционность и применяется для измерений в быстро-перемещающихся и вибрационных средах. Диапазон измерений от сотых долей процента до 10%.

Технические параметры некоторых отечественных и иностраннвтх инфракрасных жидкостных анализаторов приведены в табл. 1.3. -ц

4. ИНСрРАКРАСНЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ И СПЕКТРОФОТОМЕТРЫ

Приборы для проведения абсорбционного анализа в инфракрасной области спектра делят по принципу действия на два класса: спектрометры и спектрофотометры. Спектрометры представляют собой большой класс одно-лучевых приборов с фотоэлектрической регистрацией спектра,- предназна-



ченных для проведения всех видов анализа, измерения на них проводят при непрерывном сканировании спектральных участков, выделяемых монохро-матором; фототек после усиления регистрируют самописцем.

В состав спектрометра входят: источник излучения, осветитель, моно-хроматор (иногда вместо него применяют интерференционный модулятор), приемник излучения, усилитель и отсчетное или регистрирующее устройство. Оптическая схема типового однолучевого инфракрасного спектрометра ИКС-21 с призменным (или призменно-дифракционным) монохр.оматором показана на рис. 1.6.

Спектрофотометры представляют собой двухлучевые приборы с фотоэлектрической регистрацией спектра. Измерения на них проводят при не


Рис. 1.6. Оптическая схема спектрометра ИКС-21:

/ - источник света (глобар); 2 - селективный модулятор: 3, 6 - защитные окна осветителя; 4 -. йлоское зеркало; 5 - сферическое зеркало; 7 - входное окно моиохроматрра или фильтр; 8, 10 - диафрагмы; 11 - выходная щель; 9 - входная щель; 12, 17 - плоские зеркала; /3 -защитное окно; /4 - болометр; /5 - эллиптическое зеркало; /6-внеосе-вое параболическое зеркало; 7S -призма; /9-автоколлиТяационное зеркйло или реплика решетки

прерывном сканировании спектральных участков сравнением двух монохроматических пучков, один из которых прошел через исследуемое вещество, а другой - через эталон. В спектрофотометры, кроме источника излучения со сплошным спектром, осветителя, монохроматора и приемно-регистрирую-щей системы, входит фотометрическая часть, состоящая из двух зеркальных модуляторов и кюветного отделения. С помощью зеркальных мoдyJ]ятopoв излучение источника поочередно направляется в канал с исследуемым веществом и Б Канал эталона.

Световые каналы прибора должны удовлетворять следующим требованиям:

Б каждый из каналов должны поступать одинаковые лучистые потоки; ослабление потоков при прохождении обоих каналов должно быть одинаковым;

кюветы должны устанавливаться в световые пучки с одинаковой геометрической структурой.

Для удовлетворения этих требований в некоторых спектрофотометрах Б световой пучок поочередно вводят образец и эталон, т. е. кюветная часть прибора поочередно выполняет функции канала эталона и канала исследуемого образца.

По методам регистрации спектра спектрофотометры делят на четыре основных типа: с компенсационным методом (или нуль-методом ); с развели-



тельным методом; с фазометрическим методом; с использованием метода запоминающего устройства.

В спектрофотометрах с компенсационным методом регистрации спектра производится сравнение интенсивности пучка образца и пучка, интенсивность которого изменяется компенсирующим устройством. Излучение источника делится на два пучка: на пути одного из них стоит исследуемый образец, на пути другого - кювета сравнения и компенсирующее устройство. С помощью оптической системы пучки сводятся и поступают через модулятор на монохроматор. Усилительная схема> настроена на частоту модуляции; выделенные ею первые гармоники напряжения сигнала образца и сигнала сравнения находятся в противофазе. При равенстве интенсивностей


28 27 26 25 24 23

Рис. 1.7. Оптическая схема спектрофотометра ИКС-14А:

/ -. источни к; 2, SO - гиперболические зеркала? з, 29 - сферические зеркала; 4f to, 27 - сменные коллективные линзы; 6,1 -. плоские зеркала; 8 - торическое зеркало; 9 - зеркальный модулятор: - входная щель монохроматора; 12 - выходная щель монохроматора; /3 - плоское зеркало; 14 - болометр; 15 - эллиптическое зеркало; 16-коллективная линза; /7 - виеосевое параболическое зеркало; /в - призма? 19 - автоколлимациониое зеркало; 20 - поворотное зеркало; 21 - плоское зеркало; 22, 23 - торические зеркала; 24 - оптический клин; 2Б - плоское зеркало? Ж-. фотометрический клии; 2S - дополнительная щель

обоих пучков результирующий сигнал на выходе усилителя отсутствует. Если интенсивности пучков не равны, на выходе усили'геля появляется сигнал рассогласования, который поступает на балансный двигатель. Последний перемещает линейно проградуированный оптический клин, кинематически связанный с пером регистрирующего устройства, до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю.

В качестве фотометрического клина применяют металлическую гребенку о зубцами в виде вытянутых треугольников (в большинстве современных приборов), переменную аппертуру (модель Н-800 фирмы Хильгер и Уотгс ), вращающийся зубчатый ослабитель звездное колесо (модель SP-100 фирмы Юникем ) и др.

Принципиальная оптическая схема отечественного спектрофотометра ИКС-14А, Б котором использован компенсационный метод регистрации спектра, показана на рис. 1.7.

В спектрофотометрах, использующих разделительный ме-тТо д, световые сигналы, прошедшие через каналы образца и эталона, сравниваются электрическим путем: интенсивность каждого сигнала измеряется в отдельности и определяется их отношение. В этих приборах применяют широкополосные усилители с высокой степенью линейности и стабильности. Принципиальная оптическая схема отечественного спектрофотометра СФ-8,



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76