5 Розрахунок довжини кювети
З метою забезпечення мінімальних похибок і достатньої лінійності
показів зміна рівня сигналу з фотоприймача не повинна перевищувати
30%.Тобто при концентрації газу C=0% на приймальну площадку падає потік Ф,то для максимальної концентрації С=5% потік Ф5 визначається:
Ф5=
0,7
(5.1)
Розглянемо дослідно отриманий спектр пропускання бінарної суміші двоокис вуглецю-азот при довжині кювети 100мм,концентрації 15% та
атмосферному тиску (рис.5.1).
Знаючи довжину кювети та концентрацію при якій досліджували пропускання С02 і з врахування пропускання нашого робочого світлофільтра з межами на рівні λ0,1τ(довжини хвиль на рівні 0,1 пропускання фільтру) можемо визначити коефіцієнт поглинання.Пропускання С02 визначаємо із рис.5.1 і беремо його середнє значення в межах пропускання робочого світлофільтру на проміжку довжин хвиль від λ10,1τ до λ20,1.τ.
Запишемо формулу Ламберта -Бугера-Бера:
(5.1)
Де
- коефіцієнт пропускання;
k-коефіцієнт поглинання газу;
l-довжина шляху на якому відбувається поглинання;
C-концентрація газу.
Тоды одержимо:
Тоді враховуючи формулу (5.1) та (5.2) довжина нашої кювети складе:
Рис.5.1 Спектр пропускання бінарної суміші двоокис вуглецю-азот
при атмосферному тиску [4]
Довжина кювети L = 100 мм
CO2: C, об. доля = 15 %
N2: C, об. доля = 85 %
Висновки
В результаті виконання курсової роботи було розраховано первиний вимірювальний перетворювач газоаналізаторв вуглкислого газі,який побудований на однопроменевій двоканальній схемі і служить для визначення С02 у овочесховищах.
В результаті проведення розрахунків були одержані такі велечини:
Сферична аберація коліматорної лінзи та радіуси кривизни:
R1=16,293 (R250) мм;
R2=-46,34 (R250) мм;
W=-0,033.
Сферична аберація обєктивної лінзи
R1=6,792(R250) мм;
R2=-18,298 (R500) мм;
W=-0,42 мм
Відношення сигна-шум для робочого каналу:
Відношення сигнал-шум для опорного каналу:
Інтегральна вольтова чутливість по реальному джерелу для робочого каналу:
Інтегральна вольтова чутливість по опорно каналу:
Перелік посилань
1. Оптические кристаллические материалы. Ката-лог. Под ред. Г.Т.Петровского, Ленинград, 1991 г. 51 с.
2. http://ru.wikipedia.org/
3. Raymond H. Pierson, Aaron N. Fletcher, E.St.Clair Gantz Catalog of Infrared Spectra for Qualitative Analysis of Gases, Analytical Chemistry, v. 28, № 8, 1956.
4.ОСТ3-1471-72. Керамика оптическая КО-1. Технические требования
5. 4. ГОСТ 1807-75 Радиусы сферических поверхностей оп-
тических деталей. Ряды числовых значений.
6. Борн М., Вольф Э., Основы оптики, Изд-во “Наука”,
1970.
ДОДАТКИ
Таблиця 1.До розрахунку kДж. по робочому каналу
№ |
λ |
r(λ) |
τф(λ) |
S(λ) |
ε(λ,T) |
y(λ)*τф(λ)*S(λ)*ε(λ,T) |
1 |
4,0700 |
0,111 |
0,01 |
0,98 |
0,082748 |
9,00134E-05 |
2 |
4,1117 |
0,108 |
0,03 |
0,97 |
0,081574 |
0,000256372 |
3 |
4,1533 |
0,105 |
0,07 |
0,96 |
0,080401 |
0,000567307 |
4 |
4,1950 |
0,1013 |
0,35 |
0,94 |
0,079227 |
0,002640449 |
5 |
4,2367 |
0,09819 |
0,775 |
0,935 |
0,078175 |
0,005562224 |
6 |
4,2783 |
0,0951 |
0,77 |
0,92 |
0,077238 |
0,005203401 |
7 |
4,3200 |
0,0923 |
0,76 |
0,9 |
0,0763 |
0,004817063 |
8 |
4,3617 |
0,08984 |
0,62 |
0,86 |
0,075363 |
0,003610066 |
9 |
4,4033 |
0,087 |
0,23 |
0,84 |
0,074425 |
0,001250965 |
10 |
4,4450 |
0,084 |
0,08 |
0,83 |
0,073488 |
0,000409884 |
11 |
4,4867 |
0,082 |
0,03 |
0,79 |
0,07255 |
0,000140994 |
12 |
4,5283 |
0,08 |
0,02 |
0,77 |
0,071613 |
8,82266E-05 |
13 |
4,5700 |
0,0777 |
0,01 |
0,745 |
0,070675 |
4,09113E-05 |
Таблиця 2.До розрахунку kДж. по опорному каналу.
№ |
λ |
r(λ) |
τф(λ) |
S(λ) |
ε(λ,T) |
y(λ)*τф(λ)*S(λ)*ε(λ,T) |
1 |
3,7100 |
0,0723 |
0,01 |
0,97 |
0,092889 |
6,51442E-05 |
2 |
3,7400 |
0,07024 |
0,06 |
0,98 |
0,092044 |
0,000380153 |
3 |
3,7700 |
0,06847 |
0,11 |
0,99 |
0,091199 |
0,000680015 |
4 |
3,8000 |
0,0667 |
0,4 |
1 |
0,090354 |
0,002410645 |
5 |
3,8300 |
0,06511 |
0,76 |
1 |
0,089509 |
0,004429223 |
6 |
3,8600 |
0,06352 |
0,775 |
1 |
0,088664 |
0,004364742 |
7 |
3,8900 |
0,06193 |
0,78 |
0,99 |
0,087819 |
0,004199696 |
8 |
3,9200 |
0,06 |
0,61 |
0,98 |
0,086974 |
0,003119569 |
9 |
3,9500 |
0,05895 |
0,245 |
0,98 |
0,086129 |
0,001219054 |
10 |
3,9800 |
0,05748 |
0,05 |
0,985 |
0,085283 |
0,000241428 |
11 |
4,0100 |
0,056085 |
0,04 |
0,97 |
0,084438 |
0,000183746 |
12 |
4,0400 |
0,05484 |
0,02 |
0,97 |
0,083593 |
8,89345E-05 |
13 |
4,0700 |
0,05359 |
0,01 |
0,97 |
0,082748 |
4,30144E-05 |
Таблиця 3.До розрахунку kе
№ |
λ |
r(λ) |
S(λ) |
S(λ)*r(λ) |
1 |
1,6 |
0,01 |
0,19 |
0,002 |
2 |
1,8 |
0,02 |
0,26 |
0,005 |
3 |
2,0 |
0,05 |
0,33 |
0,017 |
4 |
2,2 |
0,10 |
0,41 |
0,041 |
5 |
2,4 |
0,17 |
0,51 |
0,087 |
6 |
2,6 |
0,26 |
0,60 |
0,156 |
7 |
2,8 |
0,35 |
0,69 |
0,242 |
8 |
3,0 |
0,45 |
0,79 |
0,356 |
9 |
3,2 |
0,55 |
0,88 |
0,484 |
10 |
3,4 |
0,65 |
0,94 |
0,611 |
11 |
3,6 |
0,73 |
0,98 |
0,715 |
12 |
3,8 |
0,81 |
1,00 |
0,810 |
13 |
4,0 |
0,87 |
0,97 |
0,844 |
14 |
4,2 |
0,92 |
0,90 |
0,828 |
15 |
4,4 |
0,95 |
0,77 |
0,732 |
16 |
4,6 |
0,98 |
0,59 |
0,578 |
17 |
4,8 |
0,99 |
0,36 |
0,356 |
18 |
5,0 |
1,00 |
0,15 |
0,150 |
19 |
5,2 |
1,00 |
0,01 |
0,010 |
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
КР.АП.100752.01.000 ПЗ