2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Принцип работы однолучевого ИК-газоанализатора
Сообщение26.04.2023, 00:19 
Есть газоанализатор Horiba PG-300. Что-то он перестал нормально работать (по каналу измерения $CO$), есть мысль попробовать его отремонтировать.

Этот газоанализатор может анализировать смесь газов, состоящую из $O_2$, $NO$, $NO_2$, $CO$ и $SO_2$. В частности, для анализа $CO$ и $SO_2$ в этом газоанализаторе применяется недиспергирующий инфракрасный анализатор (NDIR, Fluid modulation and infrared absorption type analyzer), работа которого в руководстве описана так (согласно рисунку):
Изображение

Здесь PDF этих страниц:
https://dropmefiles.com/lKWwt
Описание не совсем понятное. Я поискал что-то подобное и нашел вот это (Рис. 5. Схема однолучевого оптико-акустического газоанализатора): https://studfile.net/preview/2610440/page:15/

Единственная разница (как мне кажется) в том, что в моем случае нет обтюратора. Вместо этого в кювету попеременно (меняется с частотой раз в секунду) подается то анализируемый газ, то "эталонный" газ (тот же газ, в котором $CO$ гарантировано доокислен до $CO_2$). Отсюда "Fluid modulation" в названии.

Как думаете, тут речь об одном и том же? Или в этом газоанализаторе (Horiba PG-300) что-то другое?

 
 
 
 Re: Принцип работы однолучевого ИК-газоанализатора
Сообщение03.05.2023, 15:02 
Похоже, разобрался. Да, тут речь об одном и том же.

Читая про принцип NDIR, можно заметить, что очень часто используется модулированное ИК-излучение. Либо перед ИК-излучателем вращается прерыватель света ("диск с дыркой"), либо (как в описанном выше варианте) в измерительную кювету с достаточно высокой частотой (порядка 1 Гц) подают попеременно то измеряемую смесь газов, то "нулевой" газ (не содержащий измеряемой компоненты). В чем смысл этой модуляции?

Если используется газовый детектор, то полезным сигналом является изменение температуры и давления этого газа при поглощении им инфракрасного излучения. Т.к. ИК-излучение модулировано, давление в газовом детекторе так же оказывается переменным, и его можно измерять при помощи датчиков переменного сигнала (скажем, датчиками расхода или пьезоэлектрическими датчиками). Может, смысл модуляции именно в том, чтобы использовать датчики переменного сигнала, а не постоянного?

Или же все дело в отстройке от помех и посторонних факторов? В Вики сказано, что ИК сигнал модулируется для того, чтобы фоновые посторонние ИК сигналы можно было игнорировать (нечто вроде калибровки тепловизоров с неохлаждаемым сенсором, когда тепловизор периодически закрывает сенсор заслонкой для получения "фоновой" картины). Кроме того, стационарное давление в газовом детекторе будет зависеть от температуры газа, а она зависит не столько от количества получаемого ИК-излучения, сколько от температуры стенок детектора. Т.е. модуляция ИК излучения и работа с переменным сигналом давления - это способ отстройки от медленного изменения давления в газовом детекторе, происходящего по каким-то совершенно другим причинам?

 
 
 
 Re: Принцип работы однолучевого ИК-газоанализатора
Сообщение03.05.2023, 19:41 
Аватара пользователя
sergey zhukov в сообщении #1592310 писал(а):
Или же все дело в отстройке от помех и посторонних факторов?
Подозреваю, что в этом. Почитайте (если не читали) про синхронные детекторы.

 
 
 
 Re: Принцип работы однолучевого ИК-газоанализатора
Сообщение03.05.2023, 20:56 
amon
Да, это может быть. Похоже на работу радиоприемника прямого преобразования. Там, правда, цель скорее сместить радиочастоту в область звуковой частоты.

Смысл синхронного детектора, как я понял, в том, что вместо выделения полезного сигнала известной частоты из смеси методами фильтрации лучше сначала умножить эту смесь на специально сгенерированный сигнал известной частоты (получив огибающую сигнала биений), а потом уже применить фильтрацию.

 
 
 [ Сообщений: 4 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group