Способ определения концентрации газов и паров

(4 Ь) (21) (22) (71) СССР ики атмосферы СО АНфизико-техническийКузнецова при Томсом университете ком им е (72 и Ю,Н,Пономаре(56) Зуев гов Ю,А.,Известия А сферы и ок Захаров рологическ Гидрометео 81.В,В ПхалаХмелевцев С.С. "физика атмот,4. В 1. о О.К. Метеоокация. - Л.: с.68-73, 79.Е., Пооснин АСССР,анов" кас ер.1968 В.М.,я лазе сть ная 977ОПРЕДЕЛЕНИЯОВ ение относится к лазер анализу и может быть и для контроля содержания м газов ользовано СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ газов и паров в газовых смесях и атмосфере. Целью изобретения является повышение точности и оперативности определения концентрации газов и паров. Сущность изобретения состоит в том, что среду зондируют последовательно двумя импульсами электромагнитного излучения разной длительности на длине волны линии поглощения исследуемого газа или пара. По различию в ослаблении этих двух импульсов с помощью соответствующего соотношения находят искомую концентрацию газа или пара. За счет использования эффектов нестационарности поляризации среды, проявляющейся при зондировании аф весьма короткими импульсами электромагнитного излучения, исключается необходимость в измерении поглощения на разных длинах волн, что позволяет избавиться от погрешностей, связанных с нереэонансными потерями.) Ф Г 1+УГ) где 1 д- разность частоты эондирова поглощеция;Г - полуширица линии поглощения.Коццецтрацию газа определяют поизмеренным значениям интенсивности 10 прошедшего через среду излучения.При зондировании более длиццым импульсом (длительностью С,) в средереализуется стационарный коэфФициентпоглощеция К ц, В случае зоцдирова ния коротким импульсом С поглощение2в среде це успевает вырасти до стационарного значения и определяется выражением для коэффициента К поглощения при нестационарцом нзаимодей ствии:- г(7 .г)с)К=К С,1-е соэ 4 ы(Г-г/с -- ы/Гвпаь (-г/с)Щгде г - длина зондируемого участка 25 среды;с - скорость света,Указанные выражения вытекают иэуравнений Максвелла для случая линейной резонансной поглощающей среды.Зная сечение поглощения 6 эоцдируемой линии исследуемого газа, концентрацию И газа определяют по фор- муле 1 п (11/1) М ---Формула изобретения при первом и втором зондированиях соответственно,45Технические преимущества изобретения заключаются н том, что не требуется перестраинать частоту источника зондирующего излучения (лазера) или испольэовать два источника, генери 50 рующих на различных длинах волн. При Способ определения концентрации газов и паров, включающий зондирование среды импульсом электромагнитного излучения с частотой, принадлежащей интервалу частот контура аналитической лицин поглощения, измерение интенсивности прошедшего через среду импульса электромагнитного излучения, повторное зондирование импульсом электромагнитного излучения, интенсивность которого равна интенсивности при первом зондировании, й измерение интенсивности прошедших через среду импульсов электромагнитного излучения, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения оперативности и точности измерений, частоту электэтом устраняются погрешности, связанные с церезонансцыми потерями. Крометого, при реализации способа резкоснижаются требования к ширине пропускация приемника излучения, что приводит к увеличению отношения сигнал//шум, а следовательно, к увеличениюточности иэмереций,Изобретение относится к лазерному газовому ацализу и может быть использовано для контроля содержания раэличных газов в газовых слоях и атмосФере.Пелью изобретения является повышецце оперативности ц точности измерений,Физическая основа способа состоит н том, что поляризация среды, отсутствующая до прихода импульса электромагнитного излучения, не возникаетмгцовенцо под действием импульса. Поэтому коэффициент резонансного поглощения среды в случае прохожденияочець коротких импульсов будет отличаться от коэффициента резонансногопоглощения при зондировании более длинным импульсом.Способ заключается в следующем.В среду, содержащую исследуемый гаэ, посылают импульс оптического излучения фиксированной частоты, попадающей в контур линии поглощения исследуемого газа. Повторное зондирование выполняют с помощью импульса оптического излучения равной интенсинности на той же частоте. При первом и втором зондировании длительности импульсов , исоответственно выбирают раэличнымц, исходя иэ условий:Ф,/2 10 где 1 и 1 - измеренные интенсивно 1сти импульсов излучения ция и частоты центра линииТир ал Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Заказ 564 ИПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная, 4 ромагнитного излучения при понторномзондировании ныбирают равной частотепри первом зондировании, длительностьзондирующих импульсов выбирают из5условий: 1 С -; 10 1 г л У гб+Ьыlг) где С, и С - длительности импульсов 10 а при первом и втором . илигде 1, и 1 - измеренные интенсивности прошедших импульсовизлучения при первоми втором зондированияхсоответственно; стненно;р - разность частот зонди.рующего излучения ицентра аналитическойлинии поглощения;Г - полуширина аналитической линии поглощения, онцентрацию М исследуемого газа пара определяют по соотношению Ь - сечение поглощения нааналитической линии; с - скорость света; г - длина зондируемого участка газоной среды.