4 / 15
Набор нейтральных светофильтров, устанавливаемых перед пиропри-
емником, служит для ослабления излучения лазера.
Модулированное излучение лазера попадает в измерительную
оптико-акустическую (ОА) ячейку, заполняемую анализируемой сме-
сью газов. Тип ячейки — цилиндрическая, нерезонансная. Малые
размеры нерезонансной ячейки делают ее привлекательной для ис-
пользования в мобильной системе экологического мониторинга.
В разработанном измерительном комплексе используется конден-
саторный высокочувствительный микрофон.
Для продувки измерительной ячейки и забора анализируемой га-
зовой пробы служит система напуска и выпуска газов, состоящая
из двух электромагнитных клапанов и компрессора. Все элементы
оптико-акустической ячейки, непосредственно контактирующие с ана-
лизируемой смесью, выполнены из химически стойких и нейтральных
материалов.
Блок управления входит в состав ЛОАГ и имеет микропроцессор,
аналогово-цифровой преобразователь, последовательный порт для
связи с ПЭВМ, а также фильтры и усилители аналоговых сигналов
(акустического и опорного).
Наибольшее влияние на точность измерений показателя поглоще-
ния газовой смеси (в случае малого значения измеряемого параметра)
оказывают шумы акустического канала.
Спектр сигнала акустического канала приведен на рис. 2,
а
, спектр
шумов акустического канала ЛОАГ — на рис. 2,
б
. Спектр шумов аку-
стического канала (см. рис. 2,
б
) регистрировался при полностью рабо-
тающем измерительном комплексе и механически перекрытом пучке
лазерного излучения, а спектр сигнала на рис. 2,
а
содержит и сигнал
и шумовую составляющую.
Из рис. 2 следует, что спектр сигнала сосредоточен в узкой ча-
стотной области вблизи частоты модуляции (130 Гц), а спектральная
плотность шума в области частоты модуляции имеет малое значение,
что подтверждает правильность выбора частоты модуляции. Влияние
шума акустического канала может быть эффективно подавлено при-
менением фильтрации сигнала и квадратурного или синхронного де-
тектирования для измерения амплитуды сигнала.
Измерения проводят поочередно на
N
парах длин волн (
N
— чи-
сло газов в смеси, измерения проводят на
M
= 2
N
длинах волн).
Длины волн в парах выбираются близкими. Одна длина волны в паре
совпадает с пиком поглощения одного из газовых компонентов смеси,
другая длина волны в паре должна быть вне пика поглощения.
Необходимой входной информацией для измерительного комплек-
са является качественный состав смеси, задаваемый на основе некой
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2015. № 4 37