ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Двухпоточная оптическая схема из "Инфракрасные газоаналитические измерения" Таким образом, расчет относительной погрешности измерений концентрации сводится к определению абсолютной погрешности безразмерной величины х. [c.26] Дифференциальная двухпоточная оптическая схема (см. [51]) приведена на рис. 2. Рабочий поток излучения Фр от источника 2 направляется в рабочую абсорбционную камеру 3, заполненную анализируемой смесью. В этой камере происходит частичное поглощение излучения определяемым компонентом смеси (относительное уменьшение потока равно 1—Рх)- Затем ослабленный поток Фр(1—Рх) проходит в приемник излучения 4. Сравнительный поток ср от источника излучения 1 через сравнительную камеру 6, заполненную обычно непоглощающим излучение газом, также направляется в приемник 4. [c.27] Этот приемник реагирует на разность сравниваемых потоков таким образом, что напряжение выходного сигнала равно БсрФср — Ерфр 1—Рх), где Ер и Еср — чувствительности приемника излучения к рабочему и сравнительному потокам. [c.27] Пользуясь последним выражением, исследуем суммарную погрешность, предполагая, что концентрация определяемого компонента определяется в весовых единицах и интегральный показатель поглощения излучения практически не зависит от температуры и давления анализируемой газовой смеси. [c.27] Горизонтальная черта указывает на усреднение расположенной под ней величины, а две вертикальные черты в правой части неравенства выделяют величину, абсолютное значение которой используется при расчете. [c.28] В обоих рассматриваемых случаях максимальное значение погрешности наблюдается в конце шкалы анализатора (х= и Рх=Р). Для однопредельных автоматических регистрирующих и самопишущих приборов обычно указывают относительную погрешность, приведенную к верхнему пределу измерения. Эту погрешность также можно включать в качестве составляющей в р, если оценивается максимальное значение погрешности в конце шкалы газоанализатора. [c.29] Если почти все джоулево тепло теряется теплопроводностью и конвекцией, то для Г=300° К и Гист =1100° К имеем —1) = 1,5. В другом предельном случае, когда почти все джоулево тепло излучается, получим g, равное 0,5. [c.30] Соотношением (2.26) можно приближенно пользоваться и при расчете отдельных случайных конкретных образцов. [c.32] Таким образом, при Ь(хтах ) +2т рассматриваемая погрешность равна аР- , а при (ктаха ) +2 V г Р погрешность увеличивается до 2аР . [c.33] Если для оптико-акустических газоанализаторов результирующую погрешность находят как арифметическую сумму составляющих (это делается при оценке максимально возможного значения погрешности), то расчеты приводят к значениям Л=0,5б и В=0,21. При квадратическом сложении составляющих (оценка среднеквадратической погрешности) теория приводит к значениям Л =0,50 и 5 = 0,25. Из сравнения соотношения (2.34) с результатами экспериментов для СН4 было получено Л 0,3 и В 0,2 и для СО2 — Л 0,4 иВжО,3. Формула (2.34) применима только для таких значений отношения ар , для которых в результате расчета получается 0,1 F(a, р) 0,5. [c.34] В наиболее общем случае имеем 1 т 2. Итак, оптимальные значения D(a, Р) и F a, р), отвечающие минимальному значению результирующей погрешности, зависят от того, каким образом определяется последняя. [c.35] Заменив в формуле (2.40) у на а Y 1—получим выражение (2.26). При Fx 0,5 (что обычно и имеет место на практике) после замены у на а (и наоборот) количественное различие между результатами, полученными при расчетах по этим формулам, не превышает 30%. Следовательно, соотношениями, приведенными в предыдущем параграфе, можно приближенно пользоваться и в случае существенного влияния электрических помех и шумов. При этом в формулы для расчета оптимального значения F a, ) вместо а необходимо подставлять результирующее значение, учитывающее порог чувствительности приемника. В частности, это значение может равняться сумме а+у (арифметическое сложение частных погрешностей при оценке максимально возможной результирующей погрешности) или 1 а +у2 (расчет среднеквадратической результирующей погрешности). [c.37] Первое из них справедливо при поглощении излучения по почти экспоненциальному закону согласно формуле (2.9), а второе — при поглощении излучения в камерах оптико-акустического газоанализатора по закону почти квадратного корня, т. е. в соответствии с зависимостью (1.16). [c.37] Необходимо заметить, что в двухпоточных приборах с короткими рабочими камерами, предназначенными для анализа смесей с большим содержанием определяемого компонента, обычно выполняется неравенство у .а [25]. Тогда поправкой на наличие электрических помех можно пренебречь. [c.38] При определении оптимального значения Р следует также учитывать зависимость погрешности градуировки абсорбциометра от величины Р. Одной из причин возникновения погрешности градуировки является то обстоятельство, что у различных конкретных образцов газоанализаторов, предназначенных для анализа одной и той же газовой смеси, применяется одинаковая шкала. Действительно, длины рабочих камер у образцов приборов даже в пределах одной серии могут быть различными. А это значит, что каждый из образцов должен иметь индивидуальную градуировочную кривую, а, следовательно, и индивидуальную шкалу. Но в газоанализаторах обычно необходимо использовать одинаковую шкалу для приборов с одним и тем же пределом измерения. Для обеспечения возможности применения одинаковой шкалы необходимо, чтобы отклонение длин рабочих камер от среднего номинального значения вызывало настолько малую погрешность, что ею можно было бы пренебречь. [c.38] Для уменьшения влияния длины рабочей камеры на шкалу абсорбциометров в последних обычно применяют подстроеч-ные устройства, позволяющие изменять коэффициент передачи сигнала электрической схемой газоанализатора. В качестве такого устройства обычно используется переменный резистор, регулирующий коэффициент усиления усилителя. Через рабочую камеру пропускают газовую смесь с такой известной концентрацией определяемого компонента, которая близка к верхнему пределу измерения газоанализатора, и подбирают коэффициент передачи таким, чтобы показания прибора соответствовали концентрации определяемого компонента. Другими словами, наклон градуировочной кривой (независимо от длины рабочей камеры) подбирают из условия сохранения правильных показаний в конце шкалы прибора. Здесь можно пренебречь изменением шкалы, вызванным отклонением длины камеры от номинальной. Однако изменение длины рабочей камеры вызывает изменение центральной части шкалы абсорбциометра. Это объясняется тем, что поглощение излучения определяемым компонентом даже при малых значениях и отклоняется от линейного закона. [c.38] Изменение шкалы абсорбциометра можно количественно оценить следующим образом (рис. 4). Пусть градуировочная кривая 1 получена при длине рабочей камеры Ь, а кривая 2 — при Ь+АЬ. Начала градуировочных кривых совмещают путем установки нулевых показаний (при х=0). Перед снятием второй кривой с помощью электрической схемы коэффициент передачи сигнала подбирается таким, чтобы концы градуировочных кривых при х= 1 также совпадали. В результате каждому из значений сигналов, т. е. каждому из значений ординат на рис. 4 соответствуют дг (кривая/) и Х2 (кривая 2). [c.39] Разность XI—Х2 в пределах диапазона измерения концентрации изменяется от нуля до максимума (Ал )од. шк (в центральной части шкалы прибора). [c.39] Индекс указывает на то, что это максимальное значение служит количественной мерой ошибки, возникающей при использовании одинаковой шкалы в приборах с различными длинами рабочих камер. [c.39] Вернуться к основной статье