Снижение температурных погрешностей абсорбционных инфракрасных газоанализаторов

• Автор: Каверин, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 146 с. : ил

Оглавление
Введение

1 Обзор инфракрасных газоанализаторов и методов повышения

точности их работы

1.1 Актуальность абсорбционных спектральных методов анализа

1.2 Обзор методов и устройств спектрального анализа газообразных

веществ

1.3 Обзор методов снижения зависимости выходных сигналов

газоанализаторов от температуры

1.4 Выводы по 1 главе

2 Анализ температурных погрешностей инфракрасных

абсорбционных газоанализаторов
2.1 Изменение потока излучения от излучателя к приемнику при
изменении температуры окружающей среды
2.2 Изменение коэффициента пропускания излучений элементами
оптического блока
2.2.1 Влияние пропускания окон
2.2.2 Зависимость пропускания светофильтра от температуры
2.2.3 Изменение коэффициента отражения деталей оптического блока
2.2.4 Зависимость излучения «стенки кюветы - приемник» от
температуры
2.2.5 Температурные погрешности приемника излучения
2.2.6 Изменение угла сканирования ИК-фильтра
2.3 Методические погрешности
2.3.1 Влияние температуры на пропускание газом ИК-излучения
2.4 Выводы по 2 главе
3. Разработка математической модели зависимости функции
поглощения излучения газами от их температуры
3.1. Общие сведения о спектроскопии
3.2. Спектр линии поглощения
3.3. Зависимость интенсивности линии поглощения излучения от
температуры
3.4. Природа колебательно-вращательных полос поглощения
излучения
3.4.1. Колебательные движения молекул
3.4.2. Вращательные энергии молекул
3.4.3. Интенсивности вращательно - колебательных полос поглощения
излучения газами
3.5. Составление математической модели зависимости функции
поглощения от температуры
3.6. Выводы по 3 главе
4 Разработка способов снижения температурных погрешностей
абсорбционных инфракрасных газоанализаторов и их экспериментальная проверка
4.1 Мультипликативная составляющая аппаратурных тепловых 97 погрешностей газоанализаторов и способы ее снижения
4.2 Аддитивная составляющая аппаратурных тепловых
погрешностей газоанализаторов и способы ее снижения
4.3 Методические погрешности абсорбционных газоанализаторов и
способы их снижения
4.4 Экспериментальный образец инфракрасного газоанализатора и
результаты его опытно-промышленных испытаний
4.5 Выводы по 4 главе
Заключение
Библиографический список
Приложения
Приложение 1: Справка об использовании материалов
диссертационной работы в проекте

реконструкции нефтебазы "Центральная" ОАО "Красноярскнефтепродукт"
Приложение 2: Справка об использовании материалов
диссертационной работы при анализе оборудования для контроля загазованности Приложение 3: Акт о внедрении опытного образца
инфракрасного газоанализатора

длины кюветы и числа проходов целесообразно только в определенных пределах.
На рисунке 1.10 приведена структурная схема газоанализатора ФГА-1, сконструированного в Томском политехническом университете. Этот газоанализатор выполнен по схеме однолучевого одноканального прибора со сканированием зондирующего излучения по оптической частоте. Для организации такого сканирования использована зависимость частоты пропускаемого интерференционным фильтром излучения от угла между этим излучением и нормалью к поверхности интерференционного фильтра.
Собственно ФГА-1 можно представить в виде двух блоков - оптического и электронного. Оптическая часть состоит из: рабочей кюветы 5 с двумя штуцерами (патрубками) 4, один из которых является входным, другой -выходным; излучателя ИК-излучения 1; приемника излучения 8 и интерференционного фильтра 6 с механическим приводом (на рисунке не показан). Весь блок собран в герметичном корпусе. Отдельные полости для размещения излучателя, приемника и рабочая полость для измеряемого газа образованы за счет использования перегородок 3 из флюорита - материала, практически прозрачного для ИК-лучей.
Электронная часть ФГА-1 состоит из генератора задающей частоты 9, вырабатывающего сигнал Цосов^, блока умножения 10, низкочастотного обрезающего фильтра 11 и блока индикации 12. Цепи питания излучателя и электронной схемы на рисунке условно не показаны.
Сущность метода измерения состоит в следующем: поток излучения широкого диапазона волн от излучателя пропускается через интерференционный фильтр, который периодически с частотой меняет свой угол наклона относительно горизонтали. При этом меняется частота Хо излучения пропускаемого фильтром. При этом становится возможным получение спектра поглощения газовой смеси на спектральном участке,