создают предпосылки для разработки высокочувствительных и точных, надежных приборов для контроля концентрации геотермальных газов (H2S, CO2).
В данной работе предложено устройство для контроля концентрации геотермальных газов.
Блок схема оптоэлектронного устройства для контроля концентрации геотермальных газов приведено на рис.1, а на рис.2 приведены её временные диаграммы.
Устройство для контроля геотермальных газов содержит источник питания 1, генератор прямоугольных импульсов с двумя противофазными выходами 2, к одному выходу которого подключен делитель частоты 3 (последовательный счетчик), выход которого через одновибратор 4 соединен с управляющим входом модулятора 5 экспоненты, эмиттерный повторитель 6, два электронных ключа 7 и 8, излучающие диоды рабочий 9 и опорный 10, излучающие на опорной и рабочей длинах волн соответственно, газовую камеру 11, фотоприемник 12,соединенный с первым дифференцирующим устройством 13, выход которого через пороговое входом схемы совпадений 15, первый вход которой подключен к выходу второго дифференцирующего устройства 16, вход которого соединен с излучающим диодом 10, счетчик 17, счетный вход которого соединен с выходом схемы совпадений 15, а его вход «установка нуля» соединен с выходом одновибратора 4.
Газовую камеру 11 облучают двумя потоками излучения Ф0l1 и Ф0l2 на опорной l1 и рабочей l2 длинах волн соответственно. Прошедшие через газовую камеру потоки излучения будут равны соответственно:
(1)
где: Ф0l1 и Ф0l1 – подающие на газовую камеру потоки излучения на длинах волн l1 и l1 соответственно, Фl1, Фl2 – потоки излучения после прохождения через после прохождения через газовую камеру на длинах волн l1 и l2 соответственно,
N1 – концентрация смеси газообразных веществ,
L – длина оптического пути, т.е. длина газовой камера,
N2 – концентрация определяемого газообразного вещества,
К1 – коэффициент рассеяния смеси газообразных веществ,
К2 – коэффициент поглощения определяемых газообразных веществ.
Поток Ф0l1 изменяется во времени (t) по экспоненциальному закону
(2)
где А – постоянный коэффициент, соответствующий начальному значению амплитуды экспоненциального импульса.
В момент равенства потоков Фl1 и Фl2
(3)
(4)
где tc – время, соответствующее моменту сравнения,
t – постоянная времени экспоненты.
Генератор 2 прямоугольных импульсов вырабатывает импульсы с необходимой частотой повторения. Эти импульсы с противофазных выходов поступают на вход делителя 3 частоты и на управляющие входы ключей 7 и 8. Прямоугольные импульсы с выхода делителя 3 частоты (рис.2.а) поступают на вход одно вибратора 4.
Прямоугольные импульсы с необходимой