Газовую камеру 11 облучают двумя потоками излучения Ф>0l1 и Ф>0l2 на опорной l>1 и рабочей l>2 длинах волн соответственно. Прошедшие через газовую камеру потоки излучения будут равны соответственно:
(1)
где: Ф>0l1 и Ф>0l1 – подающие на газовую камеру потоки излучения на длинах волн l>1 и l>1 соответственно, Ф>l>1,Ф>l2 – потоки излучения после прохождения через после прохождения через газовую камеру на длинах волн l>1 и l>2 соответственно,
N>1 – концентрация смеси газообразных веществ,
L – длина оптического пути, т.е. длина газовой камера,
N>2 – концентрация определяемого газообразного вещества,
К>1 – коэффициент рассеяния смеси газообразных веществ,
К>2 – коэффициент поглощения определяемых газообразных веществ.
Поток Ф>0l1 изменяется во времени (t) по экспоненциальному закону
(2)
где А – постоянный коэффициент, соответствующий начальному значению амплитуды экспоненциального импульса.
В момент равенства потоков Ф>l1 и Ф>l2
(3)
(4)
где t>c – 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 длительностью с выхода одно вибратора 5 экспоненты, выход которого соединен через эмиттерный повторитель 6 с выходом электронного ключа 8, где формируется дискретный экспоненциальный импульс тока, который протекает через излучающий диод 9, вызывает поток излучающий по такому же закону. Противофазно заполняющим экспоненту импульсам переключатся электронный ключ 7. протекающий через излучающий диод 10 импульс тока вызывает световой поток, амплитуда которого постоянна. Прошедшие через газовую камеру потоки воспринимаются фотоприемником 12.
Рис.2.Блок схема устройства
Рис.3. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства.
На (рис.2.в) изображена временная диаграмма суммарного фотоэлектрического сигнала на выходе фотоприемника 12. этот сигнал подается на вход первого дифференцирующего устройства 13, с выхода которого продифференцированный фотоэлектрический сигнал (рис.2.г) поступает на вход порогового устройства 14.
Далее сигнал с выхода порогового устройства 14 (рис.2.2.д) подается на один из входов схемы совпадения15. На другой вход схемы совпадения 15 подается сигнал с выхода второго дифференцирующего устройства 16 (рис.2.е).
С момента сравнения t>с на выходе схемы совпадений 15 появляется серия импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 17 (рис.2.2.ж).
В начале следующей экспоненты на вход «Установка нуля» счетчика 17 поступают прямоугольные импульсы с выхода одно вибратора 4 и счетчик 17 подготавливается. По показаниям счетчика можно определить концентрацию CO>2 газов.
В оптоэлектронном устройстве использованы в качестве излучающего диода на опорной длине волне светодиоды на основе GaAlAsSb/GaInAsSb/ GaAlAsSb (3.12 мкм), а излучающего диода на измерительной длине волны светодиоды на основе GaAlAsSb/GaInAsSb/GaAlAsSb (3.39 мкм).
В оптоэлектронное устройство для контроля содержания СО>2 в атмосфере применен фотодиод серии PD36 для спектрального диапазона 1,5—3,8 мкм на основе гетероструктуры InAs/InAsSbP.
Литература
1.Авезов Р. Р., Лутпуллаев С. Л. Состояние, перспективы и проблемы использования возобновляемых источников энергии в Узбекистане. // Конференция посвященная Году Физики – 2005 г. Ташкент, 27 – 28 сентября 2005 г.,с.119.