ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ГАЗОАНАЛИЗАТОРА И ГАЗОАНАЛИЗАТОР

1. Герметичная металлическая емкость газоанализатора, содержащая измерительный объем и в которой образована полость, образованная противоположно расположенными сферическими отражателями, один из которых выполнен с возможностью заведения в образуемую отражателями полость пучка инфракрасного излучения ближнего ИК-диапазона, причем отражатели выполнены с возможностью многократного прохождения упомянутого пучка инфракрасного излучения ближнего ИК-диапазона внутри полости и его выхода за пределы полости в направлении фотодиода; причем отражатели выполнены с возможностью заведения в образуемую ими полость пучка инфракрасного излучения среднего ИК-диапазона, причем зеркала выполнены с возможностью многократного прохождения пучка инфракрасного излучения среднего ИК-диапазона внутри полости и его выхода за пределы полости в направлении ИК-приемника, причем место заведения пучка инфракрасного излучения среднего ИК-диапазона и место выхода этого пучка за пределы полости расположены на противоположных сторонах измерительного объема.
2. Емкость по п. 1, характеризующаяся тем, что сферические отражатели образуют кювету Эриотта для канала детектирования методом TDLAS с использованием излучения ближнего ИК-диапазона.
3. Емкость по п. 1, характеризующаяся тем, что сферические отражатели образуют трехпроходную кювету для канала детектирования методом NDIR с использованием излучения среднего ИК-диапазона.
4. Емкость по п. 1, характеризующаяся тем, что диаметр сферических отражателей составляет от 20 мм до 100 мм.
5. Емкость по п. 1, характеризующаяся тем, что расстояние между центрами сферических отражателей составляет от 70 мм до 500 мм.
6. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит управляемый нагревательный элемент для стабилизации температуры внутри измерительного объема.
7. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит входной оптический клин и выходной оптический клин.
8. Емкость по п. 7, характеризующаяся тем, что упомянутые клинья выполнены из материала, прозрачного в диапазоне 1,53-1,68 мкм, например из кварца.
9. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик давления внутри него.
10. Емкость по любому из пп. 1-9, характеризующаяся тем, что сферические отражатели выполнены из чего-либо из: кварцевое стекло, сапфир, другой подобный пригодный материал, прозрачный в диапазоне 1,53-1,68 мкм.
11. Емкость п. 10, характеризующаяся тем, что на внутреннюю поверхность отражателей нанесено металлическое покрытие из алюминия или золота, при этом заведение и выход ИК-излучения из измерительного объема осуществляется посредством окон.
12. Емкость по любому из пп. 1-9, характеризующаяся тем, что сферические отражатели выполнены прозрачными в диапазоне 4-5 мкм и не содержат окон для заведения и выхода ИК-излучения.
2
13. Емкость по п. 12, характеризующаяся тем, что отражатели выполнены из сапфира или CaF.
14. Газоанализатор, содержащий герметичную металлическую емкость по любому из пп. 1-13 газоанализатора, содержащую измерительный объем, источник ИК-излучения ближнего ИК-диапазона, фотодиод для детектирования выходного ИК-излучения ближнего ИК-диапазона, источник ИК-излучения среднего ИК-диапазона, ИК-приемник для детектирования выходного излучения среднего ИК-диапазона, вычислительный блок для анализа параметров выходных ИК-излучений.
15. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что источник ИК-излучения ближнего ИК-диапазона образован диодным лазером, связанным с волоконным объединителем, связанным с волоконным коллиматором.
16. Газоанализатор по п. 15, характеризующийся тем, что диодный лазер состоит из лазерного кристалла, элемента Пельтье, термистора, оптического одномодового волокна и запитан от источника тока лазера.
17. Газоанализатор по п. 16, характеризующийся тем, что диодный лазер необязательно содержит оптический изолятор.
18. Газоанализатор по п. 16, характеризующийся тем, что ток накачки диодного лазера модулирован трапециевидными или треугольными импульсами тока длительностью от 100 мкс до 100 мс, причем модуляция тока накачки обеспечивает модуляцию длины волны диодного лазера.
19. Газоанализатор по п. 18, отличающийся тем, что диодный лазер дополнительно снабжен контроллером температуры, причем температура подбирается таким образом, чтобы при модуляции тока накачки длина волны лазера менялась около линии поглощения детектируемого газа.
20. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что фотодиод снабжен усилителем.
21. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что источник ИК-излучения среднего ИК-диапазона образован ИК-излучателем.
22. Газоанализатор по п. 21, характеризующийся тем, что ИК-излучатель запитан от источника тока, обеспечивающего модуляцию тока по гармоническому закону в диапазоне от 1 до 50 Гц.
23. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что ИК-приемник представляет многоканальное устройство с набором оптических фильтров, состав которого зависит от детектируемых газов, а также опорным каналом с фильтром с длиной волны из диапазона, в котором отсутствуют поглощения ИК-излучения какими-либо детектируемыми газами.
24. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что ИК-приемник снабжен усилителем.
25. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что ИК-приемник представляет собой пироэлектрический детектор.
26. Газоанализатор по п. 14, характеризующийся тем, что ИК-приемник содержит перестраиваемый напряжением фильтр Фабри-Перо.
27. Способ детектирования газа, при котором:
газовую пробу подают в герметичную металлическую емкость газоанализатора, содержащую измерительный объем, снабженный оппозитно расположенными сферическими отражателями;
облучают газовую пробу в измерительном объеме газоанализатора ИК-излучением ближнего и среднего ИК-диапазонов;
обеспечивают трижды прохождение пучка ИК-излучения среднего ИК-диапазона внутри измерительного объема между отражателями до выхода из измерительного объема;
обеспечивают более трех раз прохождение пучка ИК-излучения ближнего ИК-диапазона внутри измерительного объема между отражателями до выхода из измерительного объема;
детектируют вышедшие из измерительного объема пучки ИК-излучения;
измеряют мощность вышедшего ИК-излучения и по измеренной мощности делают вывод о наличии в измерительном объеме детектируемого газа.
28. Способ по п. 27, характеризующийся тем, что используется измерительный объем герметичной металлической емкости по любому из пп. 1-13.
29. Способ по п. 27, характеризующийся тем, что газоанализатор является газоанализатором по любому из пп. 14-26.