Оптико-частотний витратомір газових сумішей

Abstract

Розроблена математична модель радіовимірювального оптичного перетво-рювача витрат газу на основі системи рівнянь Кірхгофа, яка враховує вплив оптичного випромінювання через залежність елементів нелінійних еквівалентних схем, що дало змогу отримати функції перетворення і чутливості, залежність реактивної складової і від’ємного опору від режимів живлення та оптичного випромінювання. Доведено адекватність моделей (похибка 5%). Запропоновані принципові схеми і конструкції оптичних перетворювачів витрат газу, які працюють у НВЧ діапазоні (1 – 1,5)•109 Гц, що складаються з біполярного і польового транзистора з бар’єром Шоткі, які є фоточут-ливими елементами. Теоретично і експериментально показана можливість управління як реактивною складовою, так і від’ємним опором від зміни напруги управління, що розширює функціональні можливості оптичних перетворювачів. Експериментальні дослідження показали, що найбільшу чутливість і лі-нійність функції перетворення мають оптичні перетворювачі витрат газу з фоточутливим елементом на основі польових транзисторів з бар’єром Шоткі, тому вони є базовими при створенні оптичних НВЧ перетворювачів. Чутливість перетворення складає 6-15 МГц/л/год, а похибка вимірювання складає 1,56%. У четвертому розділі описано рекомендації щодо охорони праці та безпеки при роботі з даним пристроєм та розрахунок опроміненості роговиці ока при прямому лазерному опроміненні. У п’ятому розділі проведено розрахунок кошторису витрат на виробництво пристрою та ефективність вкладених інвестицій.

This paper considers theoretical methods for analysis of optical-frequency spectrum analyzer gas mixture composition. The mathematical model of radio measuring optical transducer of gas consumption on the basis of Kirchoff equations that take into account the effect of optical radiation through a nonlinear dependence element equivalent circuits, allowing us to get conversion function and sensitivity, the dependence of reactive component and negative resistance of the power modes and optical radiation. Adequacy models (error 5%). The proposed design schematic diagrams and optical converters gas flow, operating in the microwave range (1 - 1,5) •109 Hz, consisting of bipolar and field-effect transistor with a Schottky barrier, which are photosensitive elements. Theoretically and experimentally the possibility of management as a reactive component, and negative resistance of voltage change management that extends the functionality of optical converters. Experimental studies have shown that the greatest sensitivity and li-niynist conversion function with optical converters gas flow from the photosensitive element based FETs with Schottky barrier because they are fundamental in creating optical microwave converters. Sensitivity transformation is 6-15 MHz/l/h, and measurement error is 1,56%. The fourth chapter describes recommendations for health and safety at work with this unit and calculation 'exposure of the cornea of the eye by direct laser irradiation. The fifth chapter estimates the calculation of production costs and effectiveness of the device investment.