FI69930B - Anordning foer observering av ett visst aemne i en gasstroem - Google Patents

Description

[TySFTl ΓΒ1 /11 KUULUTUSJULKAISU ^QQ 7Π jSTm B 11 utlägg Ni ngsskrift Oyyov • (45) ; -, 1 , . : “l ., - - - . , (51) Kv.lk.'/Int.CI.4 G 01 N 21/00 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 790325 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 01.02.79 iFI) * " (23) Alkupäivä — Glltighottdag 01.02.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 08.09· 79

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd ooh utl.skriften publicerad 31 .12.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 07.03.78

Kanada(CA) 298415 (71) Noranda Mines Limited, P.0. Box 45, Suite 4500, Commerce Court West, Toronto, Ontario, Kanada(CA) (72) Frank Kitzinger, Montreal, Quebec, Kanada(CA) (74) Leitzinger Oy (54) Laite tietyn aineen läsnäolon havaitsemiseksi kaasuvirrassa -Anordning för observering av ett visst ämne i en gasström

Keksinnön kohteena on laite tietyn aineen läsnäolon havaitsemiseksi kaasuvirrassa, johon laitteeseen kuuluu tuntokammio, joka on sovitettu vastaanottamaan reagenssipaperin, joka on paikallaan mittausjakson aikana ja joka värjäytyy kun sitä koskettaa mainitun kammion kautta kiertävässä kaasussa oleva tietty aine, valolähde, elimet, jotka ovat herkkiä mainitulle valolähteelle valokeilan kehittämiseksi ja sen suuntaamiseksi tuntokammiossa olevaa reagenssipaperia kohti, valokeilan tuntolaite, joka on herkkä reagenssipaperin kaasuvirrassa olevan tietyn aineen johdosta mainitussa kammiossa tapahtuvan värjäytymisen määrän suhteen, ja vahvistin, joka on kytketty mainittuun valokeilan tuntolaitteeseen reagenssipaperin värjäykseen verrannollisen ulostulomerkin aikaansaamiseksi.

2 69930

Yleisesti tunnettua on käyttää reagenssipaperin värjäytymistä määrättäessä kaasuseoksen tai ilman kaasun tai kaasukomponentin läsnäolo. Tunnetuissa laitteissa, jotka on selitetty esimerkiksi IJS-patenteissa 4,023,930 ja 4,032,297, käytetään tavallisesti lamppua valonlähteenä reagenssipaperin valaisemiski, joka on sijoitettu mittauskammioon, jonka läpi tarkkailtavaa kaasua kierrätetään ja valoherkkää välinettä, kuten valokennoa reagenssi-paperin lisääntyneen valon absorption paljastamiseksi, johtuen reagenssipaperin värjäytymisestä kaasun vaikutuksesta. Kaikki tunnetut laitteet aikaansaavat yksinkertaisesti ulsotulon, joka on reagenssipaperin kanssa reagoivan kaasun kumulatiivisen määrän epälineaarinen osoitus, johtuen Rouguerin ja Lambertin valon absorption eksponenttilaista. Tavallisesti ne asetetaan toimittamaan hälytyksen, kun ennalta määrätty määrä havaittavaa kaasua on saavutettu. Mikään tunnettu laite ei aikaansaa tarkkailtavan kaasun pitoisuuden silmänräpäyksellistä osoitusta, kun se kulkee laiteen läpi.

Toisena epäkohtana tunnetuissa laitteissa on se, että ne eivät aikaansaa automaattista nolla-asennon tarkistusta eli säätöä ennen lukeman ottamista ja sen tähden niitä täytyy säätää käsin.

Sen tähden tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, joka on pääasiallisesti vapaa edellä esitetyistä epäkohdista ja joka erityisesti aikaansaa tarkkailtavan aineen pitoisuuden silmänräpäyksellisen osoituksen.

Keksinnön mukainen laite tunnetaan siitä, että merkin käsittely-piiri on kytketty mainittuun vahvistimeen sellaisen ulostulon aikaansaamiseksi, joka on reagenssipaperin kanssa kosketuksessa olevan etsittävän aineen kumulatiivisen määrän lineaarinen funktio, ja että derivaattori on herkkä mainitun lineaarisen ulostulomerkin suhteen sellaisen ulostulon aikaansaamiseksi, joka on tarkkailtavan aineen hetkellinen pitoisuuden osoitus.

il 3 69930

Sopivimmin siihen kuuluu edelleen valokeilan jakoväline velokeilan jakamiseksi kahdeksi erilliseksi keilaksi, joista toinen on suunnattu tuntokammiossa olevaa reagenssitestipaperia kohti ja toinen säädettävää optista tiheyssuodatinta kohti, toinen valokeilan tuntolaite, joka on yhdistetty mainittuun vahvistimeen ja joka on herkkä mainitun säädettävän optisen tiheyssuodattimen läpäisy-kyvylle, ja automaattinen nolla-asennon säätölaite johon kuuluu mainitun vahvistimen ulostuloon kytketty käyttövahvistin ja servomoottori, joka on herkkä mainitun käyttövahvistimen suhteen ja joka on yhdistetty säädettävään optiseen tiheyssuodattimeen vahvistimen ulostulon asettamiseksi uudelleen nollaan ennen mittauksen suorittamista.

Laitteeseen kuuluu edelleen moottori ennalta määrätyn pituisen testipaperinauhan sysäyksellisesti syöttämiseksi kammion läpi ja ohjelmointilaite, joka toimii ensin virran johtamiseksi moottoriin ennalta määrätyin aikavälein nauhan syöttämiseksi, sitten virran johtamiseksi mainittuun automaattisen nolla-asennon säätölaitteeseen toista ennalta määrättyä aikaväliä varten vahvistimen asettamiseksi uudelleen nollaulostulon ja lopuksi mittausjakson aloittamiseksi.

Edullisesti merkin käsittelypiiri on kytketty vahvistimen sisääntuloon ja varustettu positiivisella takaisinkytkennällä vahvistimen ulostulosta, vahvistimen sisääntulon vaihtelemiseksi sellaisessa suunnassa, että sen ulostulo on lineaarinen, jolloin vahvistimen lineaarisen ulostulon erottaminen tulee aikaansaamaan ilmaistavan aineen pitoisuuden hetkellisen osoituksen.

Myös sopivimmin laitteeseen kuuluu edelleen hajaantumiskompen-saattori, joka yhdistää vahvistimen derivaattoriin reagenssipaperin kanssa reagoivan aineen pienien hajaantumien komponsoimiseksi.

Keksintöä selitetään nyt eräänä esimerkkinä viitaten erääseen edulliseen sovellutusmuotoon ja oheisiin piirustuksiin, joissa: 4 69930

Kuvio 1 esittää lohkokaaviota keksinnön mukaisesta laitteesta.

Kuvio 2 esittää ohjelmointilaitteella saatua peräkkäin seuraavaa kaaviota.

Kuvio 3 esittää reagenssipaperin läpäisykykyä sen kanssa reagoivan aineen funktiona.

Kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen osien virtapiirikaaviota.

Kuvio 5 esittää valokennovahvistimen ulostuloa reagenssipaperin kanssa reagoivan määrän funktiona yhdessä epälineaarisen käsittelyn eri asteiden kanssa.

Kuviossa 1 on esitetty mittauskammio, joka on tehty kahdesta osasta 12 ja 14. Osa 12 on liikuteltavissa nuolen A suuntiin niin, että reagenssipaperi 16 voidaan kuljettaa kammion läpi moottorin 18 avulla. Osan 12 liikettä ohjaa moottori 18 tavallisen kytkinlaitteen välityksellä (ei esitetty). Kaasuvirta, joka sisältää ilmaistavaa eli havaittavaa ainetta, syötetään tulojohdon 20 kautta kammion osaan 12 sopivan pumpun välityksellä (ei esitetty) ja se poistuu kammion osassa 14 olevan poistojohdon 22 kautta. 0-rengas tai jokin muu sopiva väline (ei esitetty) on sijoitettu kammion kahden osan väliin kammion tiivistyksen varmistamiseksi mittauksen aikana.

Mittauskammiossa olevan reagenssipaperin osaa valaistaan valolähteenä toimivasta lampusta 24 tulevalla valokeilalla. Valokeilan muodostavat kuperat linssit 26 ja 28, jotka on sijoitettu juuri aukkolevyn 30 eteen. Aukkolevyn 30 läpikulkevan valokeilan kuva muodostetaan akromaattisen linssin 32 ja valokeilan jakovälineen 34 välityksellä reagenssipaperiin 16 ja säädettävään oensitometriin eli säädettävään optiseen tiheyssuodattimeen 36. Erilaisia optisia toimenpiteitä voidaan käyttää edellä mainittujen kuvien muodostamiseksi. Niinpä esimerkiksi reikälevyn ja akromaattisten linssien välinen välimatka voi olla sovitettu linssien kaksinkertaisen polttovälin f pituuden päähän toisistaan. Samoin akromaattisten linssien ja valokeilan jakovälineen välinen välimatka plus välimatka valokeilan jakovälineen ja reagenssipaperin välillä tai säädettävän densitometrin välillä voi olla säädettävissä kaksinkertaiseksi polttoväliin f nähden. Akromaattisia linssejä käytetään tavallisesti kromaattisen aberraa-

II

5 69930 tion estämiseksi, kuten yleisesti on tunnettua. Mittauskammion 14 pää on suljettu läpinäkyvällä levyllä ^7 niin että se sallii valokeilan läpikulun.

Valonlähteen 24 ja linssien 26 sekä 28 väliin on sijoitettu lämpö-suodatin 38, joka estää lampun vaikutuksen reagenssipaperin kosteuteen. Tällä on todettu olevan huomattava vaikutus osoituksen tarkkuuteen, erityisesti mittausjakson lopussa, koska paperi kuivuu vähitellen lampun kehittämän lämmön johdosta. Luonnollisesti lämpö-suodatin voi olla sijoitettu mihin tahansa kohtaan valonlähteen ja valokeilan jakovälineen välille.

Suodatin 40, jona voi olla interferenssisuodatin tai optinen lasi-suodatin, on sijoitettu valokeilan jakovälineen eteen ennalta määrätyn aallonpituuden omaavan värin suodattamiseksi. Esimerkiksi, jos reagenssipaperin väri on keltainen, käytetään edullisesti sinistä suodatinta. Erittäin tärkeää on, että suodatin on sijoitettu valokeilan jakovälineen eteen niin, että se vaikuttaa samalla tavalla molempiin valokennoihin. Valintasuodattimen käyttö on tärkeää suuren herkkyyden säilyttämiseksi erikoisten värjäysten tai värien tuntemiseksi .

Valo, joka kulkee reagenssipaperin 16 läpi, ilmaistaan eli havaitaan valokennolla 42, joka on sijoitettu läpinäkyvän levyn 44 mittauskammion taakse osaan 12. Samoin valo, joka kulkee säädettävän densito-metrin 36 läpi, ilmaistaan valokennolla 46, joka on sijoitettu säädettävän aensitometrin 36 taakse. On ymmärrettävää, että voidaan käyttää muita valoherkkiä laitteita, jotka ovat herkkiä valolle, joka kulkee reagenssipaperin läpi tai jonka tämä tai säädettävä aensitometri heijastaa. Valokennot 42 ja 46 ovat muuttuvia impedans-silaitteita, jotka on kytketty sopivan valokennovahvistimen 48 virtapiiriin aikaansaamaan ulostulon, joka on suhteellinen reagenssipaperin värjäykseen ja joka on suorassa suhteessa siihen valoon, jonka mainitut kaksi valokennoa ovat tunteneet riippumatta valolähteen voirnakkuusvaihteluista, jotka johtuvat lampun vanhenemisesta ja lampun jännitteen vaihteluista. Tällaisen vahvistimen eräs esimerkki on havainnollistettu kuviossa 4 ja sitä selitetään yksityiskohtaisesti jäljempänä. Mainittakoon nyt, että kun säädettävän aensitomet- 69930 rin 36 läpäisykyky on sovitettu yhteen reagenssipaperin läpäisykyvyn kanssa (kun mitään kaasua ei virtaa mittauskammion läpi) molempien valokennojen 42 ja 46 impedanssi on yhtä suuri ja valokenno-vahvistimen ulostulo on nolla. Tämä nollajänniteulostulo ilmaisee tilan tämän jälkeen, jota pidetään läpäisyarvona 1 ennen kaasun syöttämistä mittauskammion läpi. Jos säädettävän densitometrin läpäisykyky ei tarkalleen sovi yhteen reagenssipaperin läpäisykyvyn kanssa ennen kaasun syöttämistä mittauskammion läpi, valokennolla 46 tulee olemaan impedanssi, joka on erilainen kuin valokennon 42 impedanssi ja valokennovahvistimen 48 ulostulo tulee eroamaan nollasta. Tämä ulostulo syötetään itsepalautuvaaan servovahvistimeen 50, joka aikaisemmin on mainittu automaattisena noll-asennon tarkistus- tai säätölaitteena. Servovahvistimen ulostulo syötetään ohjelmointilait-teen 52 ohjauksen alaisena servomoottoriin 54, joka käyttää säädettävää desitometriä 36. Niin, jos valokennovahvistimen ulostulo ei ole nolla ennen kaasun syöttämistä mittauskammioon, servomoottori 54 tulee automaattisesti pyörittämään säädettävää densitometriä sovittamiseksi yhteen tällaisen densitometrin läpäisykyvyn paperin läpäisykyvyn kanssa ja tällöin saattamaan vanvistimen ulostulon takaisin nollaan.

Ohjelmointilaitteena 52 on tavallinen ajanottolaite, joka on sovitettu kytkettäväksi moottoriin 18, servomoottoriin 54 ja kaasumpump-puun (ei esitetty) kuvion 2 mukaisessa järjestyksessä. Ennalta mainittua aikaväliä varten, esimerkiksi 20 s, moottori 18 toimii mittaus-kammion 10 avaamiseksi ja reagenssipaperin kuljettamiseksi. Sitten moottori pysäytetään ja mittauskammio suljetaan. Sen jälkeen servo-vahvistin 50 kytketään servomoottoriin 54 aikaansaamaan vahvistimen 48 automaattisen nollaulostulon säädön. Ajan 1 - 10 s uskotaan olevan riittävä tämän säädön suorittamiseksi. Sitten servomoottori 54 tehdään virrattomaksi ja pumppua säätävä kaasun syöttö mittauskammioon käynnistetään mittauskierroksen aloittamiseksi, joka suoritetaan ennalta määrätyn ajan kuluttua, joka on sopiva siksi, kunnes tila 0,5 läpäisykyky reagenssipaperin läpi on saavutettu tai ennalta valitun ajan 2-8 tuntia kuluttua, jos kaasunäyte ei sisällä mitään merkittävää määrää ilmaistavaa ainetta.

Mittausjakson aikana ilmaistavan eli havaittavan aineen, kuten esimerkiksi ilmassa olevan arsiinin läsnäolo tulee vähitellen muuttamaan reagenssipaperin värin, joka reagenssipaperi on kyllästetty merkuri-

II

7 69930 bromidilla, valkoisesta keltaiseksi. Kun valotetaan sinisellä valokeilalla (käyttäen sinistä suodatinta), tällainen värin muutos tulee alentamaan paperin läpäisykykyä ja valokennon 42 impedanssi tulee kasvamaan, kun taas valokennon 46 impedanssi ei tule muuttumaan.

Tämä tulee aiheuttamaan valokennovahvistimen ulostulon kasvamaan arvoon, joka vastaa reagenssipaperin kanssa reagoivan arsiinin kumulatiivista määrää. Kuvion 3 mukainen käyrä havainnollistaa reagenssipaperin läpäisykykyä arsiinin määrän pg funktiona, joka määrä reagoi reagenssipaperin kanssa. Tämä käyrä ei ole lineaarinen, johtuen Bouguerin ja Lambertin valon absoprtion eksponenttilaista ja valokennovahvistimen ulostulosta minkä tahansa kompensaation puuttuessa ja tulee siten myöskin olemaan epälineaarinen. Kuten tävdellisemmin selitetään jäljempänä, tämän keksinnön tarkoituksena on differentioi-da valokennon lähtömerkki sopivan derivaattorin 56 avulla aineen pitoisuuden hetkellisen osoituksen aikaansaamiseksi, kun tämä aine reagoi reagenssipaperin kanssa ja tämän pitoisuuden esittämiseksi näyttölaitteessa, joka on esitetty lohkolla 58. Kuitenkin, koska valokennovahvistimen ulostulo ei ole lineaarinen, tämän ulostulon erottaminen ei tule aikaansaamaan reagenssipaperin kanssa reagoivan aineen pitoisuuden todellista osoitusta. Jotta vahvistin 48 aikaansaataisiin tuottamaan lineaarinen ulostulo, keksinnön mukaan ehdotetaan järjestää merkin käsittelypiiri 60, joka on kytketty valokennovahvistimen ulostuloon valon absorption eksponenttilaista johtuvan reagenssipaperin läpäisykyvyn epälineaarisuuden kompensoimiseksi. Merkin käsittelypiirin erästä esimerkkiä selitetään täydellisesti kuvion 4 seuraavassa selityksessä.

Viitaten nyt kuvioon 4 siinä on esitetty kytkentäkaavion eräs sovel-lutusmuoto, johon kuuluu valokennovahvistin 48, itsepalautuva servo-vahvistin 50, derivaattori 56, merkin käsittelypiiri 60, alipäästö-suodatin 62 ja hajaantumiskompensaattori 64.

Valokennovahistimeen kuuluu käyttövahvistin OPI, jonka inveroitu tulonapa on kytketty positiivisen jännitteen lähteeseen (varustettu merkin käsittelvpiirillä 60), valonherkän vastuksen Rl kautta (valokenno 42 kuviossa 1). Käyttövahvistimen ei-inveroitu napa on kytketty maahan. Valonherkkä vastus R2 (valokenno 46 kuviossa 1) on kytketty käyttövahvistimen takaisinkytkentäsilmukassa sen invertoidun tulonavan ja sen lähtönavan väliin. Kun muuttuvan optisen tiheyssuodattimen 36 läpäisykyky on sovitettu yhteen reagenssipape- 69930 rin läpäisykyvyn kanssa (kun mitään kaasua ei virtaa mittauskam-raion kautta) Rl = R2 ja käyttövahvistimen ulostulo on vastakkainen kuin Rlteen johdettu jännite. Käyttövahvistimen OPI ulostulo syötetään käyttövahvistimen OP2 invertoituun tulonapaan toimien invertorina verkon ensimmäisen vastuksen R3 kautta, johon verkkoon kuuluu toinen vastus R4, jonka toinen napa on kytketty vertailulähteeseen V+REF ja toinen napa on kytketty käyttövahvistimen OP2 tulonapaan. Läpäisykyvyn 1,0 tilassa vertailujännite V+REF on valittu siten, että 0 volttia johdetaan invertorin 0P2 invertoituun tulonapaan ja siten lähtöjännite VQ = O esiintyy sen ulostulossa. Vastus R5 on kytketty vahvistimen 0P2 tulonavan ja sen invertoidun tulonavan väliin vahvistimen vahvistuksen määräämiseksi tunnetulla tavalla. Käyttövahvistimen ei-invertoitu tulonapa on kytketty maahan.

Kun säädettävän aensitometrin 36 läpäisykykyä ei ole sovitettu yhteen reagenssipaperin läpäisykyvyn kanssa (ennen kaasun syöttämistä mittauskammion läpi) vastuksella R2 (valokenno 46) erilainen impedanssi kuin vastuksella Rl (valokenno 42) ja käyttövahvistimen OPI ulostulo ja siten käyttövahvistin 0P2 eroavat nollasta. Tällainen ulostulo syötetään komparaattorina toimivan käyttövahvistimen 0P3 invertoituun tulonapaan vastuksen R6 kautta. Käyttövahvistimen 0P3 ei-inertoitu tulonapa on kytketty maahan. Vastus R7 on kytketty tämän käyttövahvistimen invertoidun tulonavan ja sen ulostulon väliin käyttövahvistimen vahvistuksen määräämiseksi tunnetulla tasalla. Käyttövahvistimen OP3 ei-invertoitu tulonapa on kytketty maahan. Käyttövahvistimen 0P3 ulostulo on johdettu servomoottoriin 54 (kuvio 1) releen RL koskettimien RL-1 kautta, johon releeseen johdetaan virta ohjelmointilaitteella 52 (kuvio 1). Käyttövanvistin 0P3 on itsepalautuva servovahvistin 50 (kuvio 1) ja käyttää moottoria 54 säädettävän aensitometrin 36 pyörittämiseksi suuntaan iai toiseen riippuen virhejännitteen polarisuudesta, jonka virhejännite esiintyy käyttövahvistimen 0P2 ulostulossa jokaisen mittausjakson alussa, jota ohjataan ohjelmointilaitteella 52.

Valokennovahvistimen käyttövahvistimen 0P2 ulostulo Vq voidaan johtaa suoraan derivaattoriin 56, mutta käytännössä on huomattu, että tällainen ulostulo sisältää huomattavan määrän odottamatonta melua, joka poistetaan sopivimmin alipäästösuodattimella, joka käsittää käyttövahvistimen OP4 ja tavallisen toisen ohjesuoaatusverkon, johon kuuluvat vastukset R8 ja R9 sekä kondensaattorit Cl ja C2.

Il 9 69930

Vastukset R8 ia R9 on kytketty sarjaan käyttövahvistimen OP2 lähtö-navan ja käyttövahvistimen OP4 ei-invertoidun tulonavan väliin. Kondensaattori Cl on kytketty käyttövahvistimen OP4 ei-invertoidun tulonahan.. . väliin. Kondensaattori Cl on kytketty käy ttövahvistimen OP4 ei-invertoidun tulonavan ja maan välille, kun taas kondensaattori C2 on kytketty vastusten R8 ja R9 yhteisen pisteen ja käyttö-vahvistimen OP4 lähtönavan väliin. Tämän käyttövahvistimen invertoitu tulonapa on kytketty sen lähtönapaan. Vastusten R8 ja R9 sekä kondensaattoreiden Cl ja C2 arvot riippuvat alipäästösuodatti-men rajataajuudesta. Melukomponenttien tyydyttävä kumoaminen aikaansaadaan rajataajuudella rajoissa 0,1 - 2 Hz.

Käyttövahvistimen 0P2 ulostulo on myös johdettu merkin käsittely-piiriin 60 (kuvio 1), johon kuuluvat käyttövahvistin 0P5 sekä vastukset RIO, Rll ja R12. Vastuksen RIO toinen napa on kytketty vertailu-jännitteeseen V REF ja sen toinen napa on kytketty käyttövahvistimen 0P5 invertoituun tulonapaan. Vastus Rll on säätövastus ja se on kytketty käyttövahvistimen OP5 invertoidun tulonavan ja käyttövah-vistimen OP2 lähtönavan väliin. Vastus R12 on tavallinen takaisin-kytkentävastus ja se on kytketty käyttövahvistimen lähtönavan ja tämän vahvistimen invertoidun tulonavan väliin. Merkin käsittely-piirin tarkoituksena on kompensoida reagenssipaperin läpäisykyvyn epälineaarisuus, kuten on havainnollistettu kuviossa 3. Jos tätä epälineaarisuutta ei kumota, derivaattori 56 ei aikaansaa tarkkailtavan aineen silmänräpäyksellistä pitoisuutta, kun se reagoi reangens-sipaperin kanssa.

Viitaten kuvioon 4 merkin käsittelypiiri 60 valokennovahvistimen takaisinkytkentäsilmukassa aikaansaa vahvistimen tuottamaan jänni-tystulon V , jolla on seuraavat ominaisuudet: V _ V REF(T-l) 0

1 + kT

jossa V REF = jännite, joka on johdettu merkin käsittelyniiriin VQ = valokennovahvistimen lähtöjännite T = läpäisykyky tai valon suhde, joka lankeaa valokennoihin 42 ja 46 k =

Rll 69930 10

Kuten on esitetty kuviossa 5, käyrien luku on johdettu k:n eri arvoille käyttäen elohopeabromidia reagenssipaperina arsiinin ilmaisemiseksi. Käyrä, joka on lähinnä lineaarista, on käyrä, jossa k = 0,5. Tämä käyrä on lineaarinen aina kohtaan B saakka, joka vastaa läpäisyarvoa T = 0,5.

Käytännössä ulostulon tekemiseksi lineaariseksi ilmaistavan eli havaittavan aineen tunnettu vakiopitoisuus reagoi jatkuvasti reagens-sipaperin kanssa ja käyttövahvistimen vahvistusta määrättynä säätö-vastuksella Rll vaihdellaan siksi, kunnes saadaan lineaarinen kalteva ulostulo.

Käyttövahvistimen 0P4 ulostulo suunnataan derivaattorivirtapiiriin, johon kuuluu käyttövahvistin 0P6, vastus R13 ja kondensaattori C3. Vastus R13 on kytketty käyttövahvistimen 0P6 invertoidun tulonavan ja lähtönavan väliin. Kondensaattori C3 on kytketty sarjaan käyttövahvistimen OP4 lähtönavan kanssa ja käyttövahvistimen 0P6 invertoidun tulonavan kanssa. Tämän käyttövahvistimen ei-invertoitu napa on kvtketty maahan. Derivaattoriin 56 kuuluu edelleen vastus R14, joka on kytketty sarjaan kon ensaattorin C3 kanssa ja kondensaattori C4 on kytketty vastuksen R13 poikki. Vastus R14 ja konaensaattori C4 toimivat alipäästösuodattimena melukomponenttien poistamiseksi. Suhteen R13:R14 täytyy olla 100 tai enemmän. Samoin C3:n täytyy olla 100 kertaa tai enemmän C4:n arvo.

Väritäplät reagenssipaperissa hajaantuvat tai haalistuvat jossakin määrin ajan mukana ja sopivinta on kompensoida tällaista hajoamista. Sen tähden on järjestetty kompensaattivirtapiiri, johon kuuluu vastukset R15 ja R16 sekä säätövastus R17. Vastukset R15 ja R17 ovat jännitteen jakajia, aikaansaaden V^:n fraktion Rl6:n kautta käyttövahvistimen 0P6 ei-invertoituun tulonapaan. R16:n arvon täytyy olla sama kuin R13:n arvo niin, että VQ:n fraktio määrättynä suhteella R15-:R17 tulee ilmenemään käyttövahvistimen ulostulossa polari-suuden ollessa vastakkainen. Tätä kompensaatiovirtapiiriä voidaan säätää pysäyttämällä kaasuvirran kierrätys sen jälkeen, kun rea-genssipaperin huomattava värjäytyminen on huomattu. Ilman kompensaatiota clerivaattorin ulostulo tulee tavallisesti laskemaan nollan alapuolelle seurauksena reagenssipaperin haalistumisesta, mikä johtuu hajaantumisesta. Säätövastus R17 säädetään siten, että derivaattorin ulostulojännite menee takaisin nollaan.

Il 11 69930

Vaikka keksintö on selitetty viitaten erääseen edulliseen sovellu-tusmuotoon, on selvää, että erilaisia muutoksia voidaan tehdä tähän sovellutusmuotoon patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi merkin käsittelyvirtapiiri voi olla muunkinlainen kuin edellä selitetty virtapiiri. Se voi olla mikä tahansa tunnettu eksponenttifunk-tiolaite, joka on kytketty valokennovahvistimen ja derivaattorin väliin kuvion 3 mukaisen käyrän oikaisemiseksi ja tekemään sen lineaariseksi niin, että tämä lineaarinen funktio voi di fferentuoida yksinkertaisella erottelupiirillä reagenssipaperin kanssa reagoivan kaasun silmänräpäyksellisen pitoisuuden ilmaisun aikaansaamiseksi. Muun tyyppisiä automaattisia nolla-asennon säätöpiirejä voidaan myöskin käyttää. Samoin voidaan käyttää muita välieitä lampun vanhenemisen ja jännitteen vaihteluiden kompensoimiseksi. Lopuksi voidaan muun tyyppisiä valokennoja, vahvistimia, alipäästösuouattimia, hajaantumisen kompensaattoreita ja derivaattoreita myöskin käyttää.

Claims (5)

69930

1. Laite tietyn aineen läsnäolon havaitsemiseksi kaasuvirrassa, johon laitteeseen kuuluu tuntokammio, joka on sovitettu vastaanottamaan reagenssipaperin, joka on paikallaan mittausjakson aikana ja joka värjäytyy kun sitä koskettaa mainitun kammion kautta kiertävässä kaasussa oleva tietty aine, valolähde, elimet, jotka ovat herkkiä mainitulle valolähteelle valokeilan kehittämiseksi ja sen suuntaamiseksi tuntokammiossa olevaa reagenssipaperia kohti, valokeilan tuntolaite, joka on herkkä reagenssipaperin kaasuvirrassa olevan tietyn aineen johdosta mainitussa kammiossa tapahtuvan värjäytymisen määrän suhteen, ja vahvistin, joka on kytektty mainittuun valokeilan tuntolaitteeseen reagenssipaperin värjäykseen verrannollisen ulostulomerkin aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että merkin käsittelypiiri (60) on kytketty mainittuun vahvistimeen (48) sellaisen ulostulon aikaansaamiseksi, joka on reagenssipaperin kanssa kosketuksessa olevan etsittävän aineen kumulatiivisen määrän lineaarinen funktio, ja että derivaattori (56) on herkkä mainitun lineaarisen ulostulomerkin suhteen sellaisen ulostulon aikaansaamiseksi, joka on tarkkailtavan aineen hetkellinen pitoisuuden osoitus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu valokeilan jakoväline (34) velokeilan (24) jakamiseksi kahdeksi erilliseksi keilaksi, joista toinen on suunnattu tuntokammiossa (12, 14) olevaa reagenssitestipaperia kohti ja toinen säädettävää optista tiheyssuodatinta (36) kohti, toinen valokeilan tuntolaite (46), joka on yhdistetty mainittuun vahvistimeen ja joka on herkkä mainitun säädettävän optisen tiheyssuodattimen läpäisykyvylle, ja automaattinen nolla-asennon säätölaite (50) johon kuuluu mainitun vahvistimen ulostuloon kytketty käyttövahvistin ja servomoottori (54), joka on herkkä mainitun käyttövahvistimen suhteen ja joka on yhdistetty säädettävään optiseen tiheyssuodattimeen (36) vahvistimen ulostulon asettamiseksi uudelleen nollaan ennen mittauksen suorittamista. ii 13 69930

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu edelleen moottori (18) ennalta määrätyn pituisen testipaperinauhan (16) sysäyksenisesti syöttämiseksi kammion (12, 14) läpi ja ohjelmointilaite (52), joka toimii ensin virran johtamiseksi moottoriin ennalta määrätyin aikavälein nauhan syöttämiseksi, sitten virran johtamiseksi mainittuun automaattisen nolla-asennon säätölaitteeseen (50) toista ennalta määrättyä aikaväliä varten vahvistimen asettamiseksi uudelleen nollaulos-tulon ja lopuksi mittaus jakson aloittamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että merkin käsittelypiiri (60) on kytketty vahvistimen (48) sisääntuloon ja varustettu positiivisella takaisinkytkennällä vahvistimen ulostulosta, vahvistimen sisääntulon vaihtelemiseksi sellaisessa suunnassa, että sen ulostulo on lineaarinen, jolloin vahvistimen lineaarisen ulostulon erottaminen tulee aikaansaamaan ilmaistavan aineen pitoisuuden hetkellisen osoituksen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu edelleen hajaantumiskompensaattori (64), joka Yhdistää vahvistimen (48) derivaattoriin (56) reagenssipaperin kanssa reagoivan aineen pienien hajaantumien kompensoimiseksi. 69930 14