RU157463U1

RU157463U1 - TRACK GAS ANALYZER

Info

Publication number: RU157463U1
Application number: RU2015125319/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Баранов; Алексей Владимирович Савкин; Владимир Владимирович Слепцов; Сергей Сергеевич Фанченко
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2015-12-10

Abstract

1. Трассовый газоанализатор метана, содержащий системы управления и обработки, блок передатчика с источником оптического излучения и блок приемника оптического излучения, расположенные на одной оптической оси на расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что источник оптического излучения выполнен на светоизлучающих диодах с длиной волн излучения 2,3 мкм и 1,7 мкм, а блок приемника оптического излучения выполнен с полупроводниковым фотодиодом с возможностью приема им волн излучения 2,3 мкм и 1,7 мкм.2. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе.3. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе с параболическим отражателем.4. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах.5. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах с параболическими отражателями.6. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды расположены на охлаждаемом основании.7. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что фотодиод расположен на охлаждаемом основании.8. Трассовый газоанализатор метана по п. 1, отличающийся тем, что фотодиод расположен в параболическом корпусе, собирающем оптическое излучение.1. The methane gas analyzer containing control and processing systems, a transmitter unit with an optical radiation source and an optical radiation receiver unit located on the same optical axis at a distance from each other, characterized in that the optical radiation source is made on light-emitting diodes with a radiation wavelength 2.3 μm and 1.7 μm, and the optical radiation receiver unit is made with a semiconductor photodiode with the ability to receive radiation waves of 2.3 μm and 1.7 μm. 2. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in one housing. A methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in one housing with a parabolic reflector. 4. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in separate cases. A methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in separate cases with parabolic reflectors. 6. A methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are located on a cooled base. A methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the photodiode is located on a cooled base. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the photodiode is located in a parabolic housing collecting optical radiation.

Description

Полезная модель относится к системам мониторинга горючих газов в воздушной среде, а именно, к инфракрасным газоанализаторам «открытого пути», и может быть использована для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций метана и других горючих газов (углеводородов) в воздухе, за счет поглощения оптического излучения, проходящего через газовое «облако».The utility model relates to systems for monitoring combustible gases in the air, namely, to infrared gas analyzers of the “open path”, and can be used for continuous monitoring of pre-explosive concentrations of methane and other combustible gases (hydrocarbons) in the air, due to the absorption of optical radiation transmitted through the gas "cloud".

Известен трассовый газоанализатор (Патент РФ №142199, дата опуб., 20.06.2014 МПК G01N 21/01, G01N 21/25), содержащий на одном конце трассы ретрорефлектор, а на другом - систему регистрации-обработки данных, анализатор спектра и приемопередающее устройство, размещенное в трубе телескопа, включающее источник излучения и оптическую систему, образованную вогнутым зеркалом и первым плоским зеркалом меньшего диаметра, установленным передней поверхностью в сторону вогнутого зеркала перпендикулярно и симметрично относительно оптической оси вогнутого зеркала, и вторым плоским зеркалом, которое установлено перед обратной стороной первого плоского зеркала с возможностью поворота под углом 45° к оптической оси системы, при этом приемопередающее устройство оптически связано с анализатором спектра гибким световодом, входное отверстие которого расположено в фокусе оптической системы, а источник излучения размещен перпендикулярно к оптической оси системы на одном уровне со вторым плоским зеркалом, юстировочное устройство для внутренней калибровки, закрепленное на трубе телескопа и выполненное в виде цилиндрической насадки с затвором в виде круглой шторки на поворотной ручке с дополнительным ретрорефлектором, отличающийся тем, что источник излучения выполнен в виде перенастраиваемого лазера с рассеивающей линзой, установленной оптической осью перпендикулярно пучку лучей, испускаемых перенастраиваемым лазером. Таким образом, предлагаемый трассовый газоанализатор позволяет варьирования трассу измерений в широком диапазоне, производить измерения в труднодоступных местах, а также расширить перечень определяемых загрязняющих веществA known gas analyzer (RF Patent No. 142199, published date, 06/20/2014 IPC G01N 21/01, G01N 21/25) containing a retroreflector at one end of the route, and a data recording and processing system, a spectrum analyzer and a transceiver at the other end located in the telescope tube, comprising a radiation source and an optical system formed by a concave mirror and a first flat mirror of a smaller diameter mounted by the front surface towards the concave mirror perpendicularly and symmetrically with respect to the optical axis of the concave mirror, a second flat mirror, which is mounted in front of the reverse side of the first flat mirror with the possibility of rotation at an angle of 45 ° to the optical axis of the system, the transceiver is optically connected to the spectrum analyzer by a flexible fiber, the inlet of which is located at the focus of the optical system, and the radiation source is perpendicular to the optical axis of the system at the same level as the second flat mirror, an alignment device for internal calibration, mounted on the telescope tube and made in in the form of a cylindrical nozzle with a shutter in the form of a round shutter on a rotary handle with an additional retroreflector, characterized in that the radiation source is made in the form of a reconfigurable laser with a scattering lens mounted by the optical axis perpendicular to the beam of rays emitted by the reconfigurable laser. Thus, the proposed route gas analyzer allows you to vary the measurement path over a wide range, make measurements in hard-to-reach places, and also expand the list of identified pollutants

Недостатком данного устройства является использование ретрорефлектора, а также отсутствие референтного луча, позволяющего исключить влияние неконтролируемых факторов (температуры, давления, примесей, паров воды и тумана и т.д.).The disadvantage of this device is the use of a retroreflector, as well as the absence of a reference beam, which allows to exclude the influence of uncontrolled factors (temperature, pressure, impurities, water vapor and fog, etc.).

Известен способ определения концентрации газовых компонентов на атмосферной трассе и устройство для его осуществления (Патент РФ №2288462, дата опуб., 27.11.2006, МПК G01N 21/61). Изобретение относится к средствам анализа газов с применением техники оптической абсорбционной спектроскопии и предназначено для измерения концентрации газовых примесей в атмосфере на открытых трассах. Внутри оптической системы газоанализатора создают референтный пучок излучения, придавая ему перед разложением в спектр угловое распределение, идентичное таковому для пучка излучения, отраженного ретрорефлектором, установленным на противоположном конце трассы. Для этого устанавливают перед выходом оптической системы второй ретрорефлектор с заслонкой, закрепленной с возможностью вращения, которую поворачивают так, чтобы ее плоскость была бы перпендикулярна оптической оси системы и перекрывала выход излучения на трассу, референтное излучение фокусируют, разлагают его в спектр и в процессе обработки сравнивают спектр излучения, отраженного от ретрорефлектора, установленного на противоположном конце трассы, и спектр референтного пучка излучения, и таким образом выявляются изменения, обусловленные поглощением излучения газовыми компонентами. Техническим результатом является повышение точности и чувствительности определения концентрации газов в атмосфере.A known method for determining the concentration of gas components on the atmospheric path and a device for its implementation (RF Patent No. 2288462, published date, 11/27/2006, IPC G01N 21/61). The invention relates to a gas analysis using the optical absorption spectroscopy technique and is intended to measure the concentration of gas impurities in the atmosphere on open paths. A reference radiation beam is created inside the optical system of the gas analyzer, giving it an angular distribution identical to that for the radiation beam reflected by the retroreflector mounted on the opposite end of the path before decomposition into the spectrum. For this, a second retroreflector is installed before the exit of the optical system with a rotary shutter that is rotated so that its plane is perpendicular to the optical axis of the system and blocks the radiation output to the path, the reference radiation is focused, decomposed into a spectrum and compared during processing the spectrum of radiation reflected from the retroreflector mounted at the opposite end of the path, and the spectrum of the reference radiation beam, and thus changes are detected, due to nnye radiation absorbing gas components. The technical result is to increase the accuracy and sensitivity of determining the concentration of gases in the atmosphere.

Недостатком данного устройства является то, что оно, фактически, является полноценным спектрометром, анализирующего спектр поглощения в широком диапазоне длин волн. Для этой цели источником излучения является ксеноновая (или другая лампа с широким спектром). Однако для индентификации углеводородов нужно иметь высокое спектральное разрешение, что затруднительно сделать при эксплуатации в реальных условиях. Кроме того, недостатком данного устройства является использование ретрорефлектора.The disadvantage of this device is that it, in fact, is a complete spectrometer that analyzes the absorption spectrum in a wide range of wavelengths. For this purpose, the source of radiation is a xenon lamp (or other lamp with a wide spectrum). However, for the identification of hydrocarbons, it is necessary to have a high spectral resolution, which is difficult to do when operating in real conditions. In addition, the disadvantage of this device is the use of retroreflector.

Известен инфракрасный трассовый газоанализатор (Патент РФ №114367, дата опуб., 20.03.2012, МПК G01N 21/00). Инфракрасный трассовый газоанализатор содержит системы управления и обработки, передатчик и приемник оптического излучения. Передатчик и приемник оптического излучения установлены в одинаковых цилиндрических корпусах. Каждый корпус с одной стороны закрыт зафиксированным кольцевой крышкой стеклом, а с другой - глухим основанием. Каждый корпус оснащен разъемами для присоединения кабельных вводов, разъемом для подключения совместимых внешних устройств, светодиодным индикатором и поворотным кронштейном. В корпусе передатчика расположены электронные платы источника излучения и системы управления, а в корпусе приемника - электронные платы фотодетекторов и системы обработки. Полезная модель позволяет упростить установку устройства при сохранении точности и чувствительности определения концентрации газов в атмосфере. Оба модуля (передатчик и приемник) устанавливают приблизительно на одном уровне и оптически направляют друг на друга.Known infrared trace gas analyzer (RF Patent No. 114367, published date, 03/20/2012, IPC G01N 21/00). The infrared trace gas analyzer contains control and processing systems, a transmitter and an optical radiation receiver. The transmitter and the receiver of optical radiation are installed in the same cylindrical housings. Each case is closed on one side with a fixed annular glass cover, and on the other hand with a blank base. Each case is equipped with connectors for connecting cable entries, a connector for connecting compatible external devices, an LED indicator and a swivel bracket. In the transmitter case, electronic boards of the radiation source and control systems are located, and in the receiver case there are electronic boards of photodetectors and processing systems. The utility model allows to simplify the installation of the device while maintaining the accuracy and sensitivity of determining the concentration of gases in the atmosphere. Both modules (transmitter and receiver) are installed at approximately the same level and are optically directed at each other.

Недостатком данного технического решения является использование ксеноновой лампы, которая имеет достаточно большие габаритные размеры, излучает в широком диапазоне длин волн и потребляет достаточно большую мощность, которая в результате конвертируется в тепло. Широкий диапазон длин волн излучения ксеноновой лампы затрудняет анализ причин поглощения оптического излучения. В устройстве отсутствует референтный луч без которого затруднительно делать выводы о наличии того или иного газа в атмосфере («открытого пути»). Интенсивность оптического излучения ксеноновой лампы может изменятся по разным причинам (температура воздуха, давления, постороннее излучение и т.д.), не связанным с наличием углеводородов в воздухе. Они будут приводить к искажению сигнала, регистрируемого фотоприемником, что будет вызывать ложные срабатывания. Кроме того, большая часть мощности ксеноновой лампы пропадает, так как полосы поглощения углеводородов лежат в ближнем ИК диапазоне (1.4-4 мкм), а основная интенсивность ксеноновой лампы приходится на видимый диапазон.The disadvantage of this technical solution is the use of a xenon lamp, which has a sufficiently large overall dimensions, emits in a wide range of wavelengths and consumes a sufficiently large power, which as a result is converted into heat. A wide range of wavelengths of xenon lamp radiation makes it difficult to analyze the reasons for the absorption of optical radiation. The device does not have a reference beam without which it is difficult to draw conclusions about the presence of a gas in the atmosphere (“open path”). The intensity of the optical radiation of a xenon lamp can change for various reasons (air temperature, pressure, extraneous radiation, etc.) that are not related to the presence of hydrocarbons in the air. They will lead to a distortion of the signal recorded by the photodetector, which will cause false positives. In addition, most of the power of the xenon lamp is lost, since the absorption bands of hydrocarbons lie in the near infrared range (1.4–4 μm), and the main intensity of the xenon lamp is in the visible range.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции трассового газоанализатора для снижения искажения сигнала, который поступает на фотоприемник.The utility model is based on the task of improving the design of a route gas analyzer to reduce distortion of the signal that arrives at the photodetector.

Поставленная задача решается тем, что в трассовом газоанализаторе метана, содержащем системы управления и обработки, блок передатчика с источником оптического излучения и блок приемника оптического излучения, расположенные на одной оптической оси на расстоянии друг от друга, источник оптического излучения выполнен на светоизлучающих диодах с длиной волн излучения 2.3 мкм и 1.7 мкм, а блок приемника оптического излучения выполнен с полупроводниковым фотодиодом с возможностью приема им волн излучения 2,3 мкм и 1,7 мкм, при этом может быть, что светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе, светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе с параболическим отражателем, светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах, светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах с параболическими отражателями, светоизлучающие диоды расположены на охлаждаемом основании, фотодиод расположен на охлаждаемом основании, фотодиод расположен в параболическом корпусе, собирающем оптическое излучение.The problem is solved in that in a methane gas analyzer containing control and processing systems, a transmitter unit with an optical radiation source and an optical radiation receiver unit located on the same optical axis at a distance from each other, the optical radiation source is made on light-emitting diodes with a wavelength radiation of 2.3 μm and 1.7 μm, and the optical radiation receiver unit is made with a semiconductor photodiode with the possibility of receiving radiation waves of 2.3 μm and 1.7 μm, it may be that light-emitting diodes are made in one case, light-emitting diodes are made in one case with a parabolic reflector, light-emitting diodes are made in separate cases, light-emitting diodes are made in separate cases with parabolic reflectors, light-emitting diodes are located on the cooled basis, the photodiode is located on the cooled basis, the photodiode is located in a parabolic case collecting optical radiation.

Поскольку источник оптического излучения выполнен на светоизлучающих диодах с длиной волн излучения 2.3 мкм и 1.7 мкм, а блок приемника оптического излучения выполнен с полупроводниковым фотодиодом с возможностью приема им волн излучения 2,3 мкм и 1,7 мкм, при этом может быть, что светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе, светоизлучающие диоды выполнены в одном корпусе с параболическим отражателем, светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах, светоизлучающие диоды выполнены в отдельных корпусах с параболическими отражателями, светоизлучающие диоды расположены на охлаждаемом основании, фотодиод расположен на охлаждаемом основании, фотодиод расположен в параболическом корпусе, собирающем оптическое излучение, достигается снижение искажения сигнала, который поступает на фотоприемник.Since the optical radiation source is made on light emitting diodes with a radiation wavelength of 2.3 μm and 1.7 μm, and the optical radiation receiver unit is made with a semiconductor photodiode with the ability to receive radiation waves of 2.3 μm and 1.7 μm, it may be that light emitting diodes are made in one case, light-emitting diodes are made in one case with a parabolic reflector, light-emitting diodes are made in separate cases, light-emitting diodes are made in separate cases with parabolic reflector and light emitting diodes are arranged on a cooled base, a photodiode located on the cooled base, the photodiode is located in a parabolic body, collecting optical radiation, reduction in signal distortion achieved, which enters the photodetector.

На фиг. 1 показана принципиальная схема трассового газоанализатора; на фиг. 2 - светодиодный излучатель с параболическим отражателем; на фиг. 3 - принципиальная схема трассового газоанализатора с двумя светодиодами в одном корпусе и с параболическим отражателем; на фиг. 4 - спектры излучения светодиодов, излучающих на длине волны 1.7 мкм и 2.3 мкм, полосы поглощения метана на длинах волн 1.65 мкм и 2.3 мкм и спектр поглощения паров воды (75% влажности) в диапазоне длин волн 1.8-1.95 мкм, на фиг. 4 - спектры чувствительности фотодиода; на фиг. 5а, 5б - спектральная зависимость фоточувствительности фотодиода; на фиг. 6 - расходимость пучка (диаграмма направленности в дальней зоне), где 7 - диаграмма для светодиода с параболическим отражателем, 8 - диаграмма для светодиода без параболического отражателя.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a gas analyzer; in FIG. 2 - LED emitter with a parabolic reflector; in FIG. 3 is a schematic diagram of a gas analyzer with two LEDs in one housing and with a parabolic reflector; in FIG. 4 shows emission spectra of light emitting diodes emitting at a wavelength of 1.7 μm and 2.3 μm, methane absorption bands at wavelengths of 1.65 μm and 2.3 μm, and an absorption spectrum of water vapor (75% humidity) in the wavelength range 1.8-1.95 μm, FIG. 4 - sensitivity spectra of the photodiode; in FIG. 5a, 5b show the spectral dependence of the photosensitivity of the photodiode; in FIG. 6 - beam divergence (radiation pattern in the far zone), where 7 is a diagram for an LED with a parabolic reflector, 8 is a diagram for an LED without a parabolic reflector.

Трассовый газоанализатор метана выполнен в виде двух блоков-источника оптического излучения 1 и приемника оптического излучения 2, расположенных на одной оси на расстоянии друг от друга. Блок оптического излучения 1 включает в себя оптическую схему формирования параллельного луча с малой расходимостью в виде фокусирующей линзы или объектива 4 и электронную схемы управления и питания источника (источников) излучения (на граф. материале условно не показаны). Блок приемника оптического излучения 2 включает в себя фотоприемник в виде фотодиода 6, оптическую схему фокусирования входящего излучения на чувствительном элементе фотоприемника 4 в виде фокусирующей линзы или объектива 4, электронную схему управления и обработки данных и схему питания фотоприемника (фотоприемников) (на граф. материале условно не показаны). На корпусах обоих блоков 1 и 2 имеются коммутационные разъемы питания, приема и передачи данных (на граф. материале условно не показаны).The methane gas analyzer is made in the form of two blocks-the source of optical radiation 1 and the receiver of optical radiation 2, located on the same axis at a distance from each other. The optical radiation unit 1 includes an optical scheme for the formation of a parallel beam with low divergence in the form of a focusing lens or objective 4 and an electronic control and supply circuit for the radiation source (s) (not shown conventionally on graph material). The optical radiation receiver unit 2 includes a photodetector in the form of a photodiode 6, an optical focusing circuit of the incoming radiation on the sensing element of the photodetector 4 in the form of a focusing lens or lens 4, an electronic control and data processing circuit and a photodetector (photodetector) power circuit (on graph. Material conditionally not shown). On the cases of both blocks 1 and 2 there are switching connectors for power supply, reception and transmission of data (not graphically shown on graph. Material).

В качестве источника излучения используются светодиод 5, излучающий в полосе поглощения метана. Метан имеет три полосы поглощения в ближней ИК области - на длинах волн вблизи 3.3 мкм, 2.3 мкм и 1.65 мкм. Использование длины волн 3.3. мкм и 1.65 мкм в трассовых газоанализаторах затруднительно из-за очень сильного и очень слабого поглощения метаном на этих длинах, соответственно. Поэтому длина волны 2.3 мкм является оптимальной для проведения мониторинга метана в воздухе в диапазоне довзрывоопасных концентраций.An LED 5 emitting in the methane absorption band is used as a radiation source. Methane has three absorption bands in the near infrared region - at wavelengths near 3.3 microns, 2.3 microns and 1.65 microns. Use of a wavelength 3.3. μm and 1.65 μm in the route gas analyzers is difficult due to the very strong and very weak absorption of methane at these lengths, respectively. Therefore, a wavelength of 2.3 μm is optimal for monitoring methane in air in the range of pre-explosive concentrations.

Чтобы исключить влияние неконтролируемых атмосферных факторов (наличие паров воды, температуры, изменения освещенности и др.) на результаты измерения трассовый газоанализатор выполнен по двухлучевой оптической системе (с измерительным и референтным лучами). Референтный луч имеет длину волны 1.7 мкм. Данная длина волны выбрана потому, что метан и вода практически не поглощают излучение в данном диапазоне.To exclude the influence of uncontrolled atmospheric factors (the presence of water vapor, temperature, changes in illumination, etc.) on the measurement results, the gas analyzer is made using a two-beam optical system (with measuring and reference rays). The reference beam has a wavelength of 1.7 μm. This wavelength was chosen because methane and water practically do not absorb radiation in this range.

Светодиоды на излучающие на длине волны 1.7 мкм и 2.3 мкм могут быть выполнены в одном корпусе, кроме того имеющий еще и параболический отражатель 9 и вместо фокусирующей линзы или объектива содержать плоское стекло 10, для уменьшения расходимости оптического излучения. Так как спектр излучения светодиодами 5 сильно зависит от их температуры, то сами кристаллы должны располагаться на охлаждаемом основании 3.LEDs emitting at a wavelength of 1.7 μm and 2.3 μm can be made in one housing, in addition, it also has a parabolic reflector 9 and instead of a focusing lens or objective, contain flat glass 10 to reduce the divergence of optical radiation. Since the emission spectrum of LEDs 5 is highly dependent on their temperature, the crystals themselves should be located on a cooled base 3.

Светоизлучающие диоды 5 могут размещаться в отдельных корпусах, чтобы устранить хроматические аберрации объектива 4 (фокусирующей линзы). Что улучшает параметры выходящих из блока передатчика оптического излучения 1.Light emitting diodes 5 can be housed in separate housings to eliminate chromatic aberration of the lens 4 (focusing lens). What improves the parameters of the optical radiation coming out of the transmitter unit 1.

В качестве фотоприемника в блоке приемника оптического излучения используется фотодиод 6, имеющий максимальную чувствительность в диапазоне длин волн 1.7-2.3 мкм (Фиг. 5а, б). Тем самым полностью отрезается видимое излучение и излучение на больших длинах волн, которое может вызывать ложное срабатывания. Для дальнейшего уменьшения помех и шумов фотодиод 6 следует располагать на охлаждаемом основании 3. Спектральная зависимость фоточувствительности фотодиода на разных длинах волн показана на фиг. 5а и 5б.As the photodetector in the optical radiation receiver unit, a photodiode 6 is used having a maximum sensitivity in the wavelength range of 1.7-2.3 μm (Fig. 5a, b). This completely cuts off visible radiation and radiation at long wavelengths, which can cause false alarms. To further reduce interference and noise, the photodiode 6 should be placed on a cooled base 3. The spectral dependence of the photosensitivity of the photodiode at different wavelengths is shown in FIG. 5a and 5b.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Оба блока, источник 1 и приемник 2 оптического излучения, устанавливают на одном оптической оси на заданном расстоянии друг от друга (фиг. 1 и фиг. 2).Both blocks, the source 1 and the receiver 2 of optical radiation, are mounted on the same optical axis at a predetermined distance from each other (Fig. 1 and Fig. 2).

Источники излучения, светодиоды 5 или лазерные светодиоды, излучающие на длине волны 1.7 мкм и 2.3 мкм, в соответствии с сигналом управления, попеременно включаются и испускают оптическое излучение инфракрасного диапазона. Излучение распространяется в анализируемой атмосфере и регистрируется фотоприемником в виде фотодиода 6. При наличии метана в воздухе интенсивность сигнала на длине волны 2.3 мкм уменьшается, что фиксируется фотоприемником 6 приемного модуля 2. Интенсивность сигнала на длине волны 1.7 мкм не изменяется. Наличие сигнала на длине волны 1.7 мкм позволяет исключить влияние не контролируемых атмосферных факторов (температуры, давлении, ветра, тумана и др.)Emission sources, LEDs 5 or laser LEDs emitting at a wavelength of 1.7 μm and 2.3 μm, in accordance with the control signal, are alternately switched on and emit infrared optical radiation. The radiation propagates in the analyzed atmosphere and is recorded by the photodetector in the form of photodiode 6. In the presence of methane in air, the signal intensity at a wavelength of 2.3 μm decreases, which is detected by the photodetector 6 of receiver module 2. The signal intensity at a wavelength of 1.7 μm does not change. The presence of a signal at a wavelength of 1.7 μm eliminates the influence of uncontrolled atmospheric factors (temperature, pressure, wind, fog, etc.)

Полученные сигналы усиливаются, преобразуется в цифровой сигнал и обрабатываются. В зависимости от заложенного программного обеспечения на диспетчерский пульт контроля может поступать разные сигналы предупреждения об опасности, например, норма, повышенная концентрация метана и опасная концентрация метана. Блок приемника оптического излучения 1 может быть также оснащен средствами индикации ля отображения текущих данных. Излучение светодиодов 5 имеет широкую расходимость излучения (Фиг. 6). Использование параболических отражателей 9 позволяет уменьшить расходимость излучения в 10 раз, тем самым повышается направленность оптического луча. Для этого в блоке источника оптического излучения 1 располагают два светоизлучающих диода 5, два светоизлучающих диодных чипа, в параболических корпусах 9, излучающих на длине волны 1,7 мкм и 2,3 мкм.The received signals are amplified, converted into a digital signal and processed. Depending on the installed software, different hazard warning signals, for example, normal, high concentration of methane and dangerous concentration of methane, can come to the dispatching control panel. The optical radiation receiver unit 1 can also be equipped with indicators for displaying current data. The radiation of the LEDs 5 has a wide divergence of radiation (Fig. 6). The use of parabolic reflectors 9 can reduce the divergence of radiation by 10 times, thereby increasing the directivity of the optical beam. For this, in the block of the optical radiation source 1, two light-emitting diodes 5, two light-emitting diode chips are arranged in parabolic housings 9, emitting at a wavelength of 1.7 μm and 2.3 μm.

Излучение светодиодов 5 имеет широкую расходимость излучения (Фиг. 6). Использование параболических отражателей 9 позволяет уменьшить расходимость излучения в 10 раз, тем самым повышается направленность оптического луча. Для этого в блоке источника оптического излучения 1 располагают два светоизлучающих диода 5, два светоизлучающих диодных чипа, в параболических корпусах 9, излучающих на длине волны 1,7 мкм и 2,3 мкм.The radiation of the LEDs 5 has a wide divergence of radiation (Fig. 6). The use of parabolic reflectors 9 can reduce the divergence of radiation by 10 times, thereby increasing the directivity of the optical beam. For this, in the block of the optical radiation source 1, two light-emitting diodes 5, two light-emitting diode chips are arranged in parabolic housings 9, emitting at a wavelength of 1.7 μm and 2.3 μm.

Контроль и мониторинг протяженного объекта выполняется за счет установки необходимого количества пар блоков 1 и 2.Control and monitoring of an extended object is carried out by setting the required number of pairs of blocks 1 and 2.

Claims

1. The methane gas analyzer containing control and processing systems, a transmitter unit with an optical radiation source and an optical radiation receiver unit located on the same optical axis at a distance from each other, characterized in that the optical radiation source is made on light-emitting diodes with a radiation wavelength 2.3 μm and 1.7 μm, and the optical radiation receiver unit is made with a semiconductor photodiode with the ability to receive radiation waves of 2.3 μm and 1.7 μm.

2. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in one housing.

3. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in one housing with a parabolic reflector.

4. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in separate housings.

5. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are made in separate cases with parabolic reflectors.

6. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the light emitting diodes are located on a cooled base.

7. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the photodiode is located on a cooled base.

8. The methane gas analyzer according to claim 1, characterized in that the photodiode is located in a parabolic case collecting optical radiation.