一种N*O*相当水含量测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种Ｎ↓［２］Ｏ↓［４］相当水含量测量仪器，该仪器由光源、单色器、样品室、探测器及测控系统组成。光源（１）发出的复合光，经光阑（２）及聚光透镜（３）聚焦在单色器（４）的入射狭缝（５）上，经单色器（４）色散，在出射狭缝（９）处得到参考波长／测试波长的单色光，经准直镜（１０）形成平行光，透过样品后经聚光透镜（１３）聚焦在探测器（１４）的光敏面上，并转化为电信号，经ＷＳＨＷ－００２型测控模块分析处理后，给出样品的相当水含量。仪器采用光学衰减器（１７）对参考波长／测试波长的信号进行相对衰减，使其信号响应差＜１０％后，直接根据仪器示值与标准物质的对应关系建立测量模型，从而简化了仪器的光路结构，提高了仪器的稳定性与准确性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量
，特别涉及光谱法NA相当水含量测量仪。二
技术介绍
NA是一种重要的航天推进剂，其相当水含量直接影响氧化剂储罐的腐蚀速率和腐蚀产物 的物理状态，严重时甚至影响发射。因此在NA的生产、运输、C存、发射等各个环节必须 对NA相当水含量进行严格控制。NA相当水含量的测试方法主要有微波法、色谱法、光谱法等，其中光谱法因方便实用、 为用户所接受，适用面最广。光谱法NA相当水含量测量仪器一般由光源1、单色器'4、样品室12、探测器14等组成。 仪器光路结构如附图1所示测量及标定时，通过调节视场光阑11使得测试光路与参考光路 的空白信号值一致，根据样品在测试波长(1470腦，下同)与参考波长(1315nm，下同)处吸光度值之差确定NA样品的相当水含量，如关系式a)所示<formula>complex formula see original document page 3</formula>式中C--N2O4样品相当水含量；U1 U2 --一参考波长、测试波长空白信号值；Uro Umo--一参考波长、测试波长样品信号值。光谱法NA相当水含量测量仪器采用标准曲线法进行测量，即调节仪器光阑11使得测试 波长与参考波长的空白信号响应值相等后，再根据仪器示值<formula>complex formula see original document page 3</formula>与NA标准物质相当水含量的线性关系确定仪器的标准曲线。假设浓度为C,的样品在参考波长信号响应值为Uro1，测试波长信号响应值为Umo1浓度为C2的样品在参考波长信号响应值为Uro2，测试波长信号响应值为Umo2。则由C1,C2确定的标准曲线为<formula>complex formula see original document page 3</formula>式中C,、 C2--NA相当水含量标准物质浓度；如附图1所示仪器通过歩进电机6转动螺杆18，按测量程序将测试波长滤光片16及 参考波长滤光片15平移至光路中，得到测量用单色光。分别在测试波长滤光片16及参考波 长滤光片15后安装孔径可调的光阑11，通过光阑调节旋钮19调节光阑11的透光孔径，以调节测试光路及参考光路的光强，使其信号响应值相等，f果证测量条件符合仪器的标准曲线。 由于在机械平移过程中光闲孔径即使发生微小变化，信号响应也会随之变化，从而导致测量 一致性较差。因此测量时必须耗费大量的时间调节光路，以保证测量结果的准确度与重复性。而NA样品易挥发，取样后须迅速测试，否则测量结果将偏离实际值。三、
技术实现思路
本专利技术旨在针对现在使用的NA相当水含量测量仪器存在的问题,提供一种测量迅速、测 量结果准确、稳定的1^04相当水含量测量仪器。本专利技术是这样实现的，选择适当功率的卤钨灯为光源1，以光栅或干涉滤光片为单色器4， 选择适当孔径的光阑11，将参考波长/测试波长的光信号调节至探测器的线性响应范围，将 光学衰减器17置于光路中对参考波长及测试波长的光强进行相对衰减，使其信号响应差< 10%，直接根据仪器示值与标准样品相当水含量的对应关系确定仪器的标准曲线，测量时无须 再调节光路，根据仪器示值即可确定被测样品的相当水含量。假设标定时参考波长空白信号值为f/,/，测试波长空白信号值为f^,'、浓度为C,的样品 在参考波长的信号响应值为t/^'、测试波长信号响应值为f/^,';浓度为q的样品在参考波 长信号响应值为^/ 2'，测试波长信号响应值为f/^'，则由C,、 q确定的标准曲线为<formula>complex formula see original document page 4</formula>(3) 假设<formula>complex formula see original document page 4</formula>其中k为与空白信号值及仪器探测器响应相关的系数)，根据L柳bert-beer定律，(_lg#)_(—lg#)lg^)—(—lg^)]。因此公式(3)为<formula>complex formula see original document page 4</formula><formula>complex formula see original document page 4</formula> 式中[/ '、 t/J一参考波长、测试波长的空白信号值；(4)U,。'、 " , '一参考波长、测试波长的样品信号值。 由公式(2)(4)，对于同一样品，在测试光路与参考光路信号响应不同时，有关系式(_lg^7)-(-lg^)=M(-1g》)-(-lg^)]成立，即在探测器线性响应范围内，是否调节测试光路与参考光路信号响应一致，仪器示值均分别与各自的标定曲线相对应。为降低探测器的非线性误差， 一方面通过选择适当功率的光源1及适当孔径的光阑2、 光阑11将测量仪器的光强调节在探测器线性响应范围内、.并照射在探测器14受光表面，同 时采用光学衰减器17将测试光路与参考光路信号响应差调节在10%以内，按公式(4)根据 仪器示值与标准物质相当水含量的对应关系进行标定，测量时无须再调节光强。为减小因环境及仪器自身等原因导致的信号漂移对测量结果的影响，对测量结果进行补 偿，补偿方法如下假设仪器标定时参考波长与测试波长的空白信号值分别为C/r,'、 t/m,';测量时参考波长 与测试波长的空白信号值可能会发生微小变化，假设分别为^/ "、 f/m,''、样品信号测量值分别为f/J'、 f/ ,。''。则样品信号值分别记为C,。"^ ' (5)C=""':'^ ⑥式中U:、 ^/ ,,'一仪器标定时参考波长、测试波长的空白信号值； f/ ''、 [/,,,,''一测量时参考波长、测试波长的空白信号值；t/m。''--测量时参考波长、测试波长的样品信号测量值；VJ"、 Vm。m--测量时参考波长、测试波长的样品信号补偿值；本专利技术涉及的NA相当水含量测量仪由光源系统、单色器系统、样品室系统、检测系统 及测控系统组成，基本结构如附图2所示。光源l发出稳定的复合光，经光阑2及聚光透镜 3聚焦在单色器4的入射狭缝5上,经单色器4色散，在出射狭缝9处得到参考波长(1315nm) / 测试波长(M70mri)的单色光，参考波长/测试波长单色光经准直镜10形成平行光，选择适当 孔径的光阑11，将透过样品的光强调节在探测器线性范围内，采用光学衰减器17置于光路中对参考波长或测试波长间的信号进行相对衰减，使其信号响应差<10%。经衰减后的出射平 行光照射在样品室12中被测样品的中间有效位置，透过被测样品的单色光经聚光透镜13聚 焦在探测器14的光敏面上，并转化为电信号，经WSHW-002型专用测控模块对信号按公式(4)、 (5)、 (6)分析处理后，给出样品的相当水含量。本专利技术涉及的NA相当水含量测量仪所用单色器可以是不同原理的单色器，优选凹面光 栅单色器或滤光片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎ↓［２］Ｏ↓［４］相当水含量测量仪由光源系统、单色器系统、样品室系统、检测系统及测控系统组成，其特征在于光源（１）发出的稳定复合光，经光阑（２）及聚光透镜（３）聚焦在单色器（４）上，经单色器（４）色散得到参考波长／测试波长的单色光，单色光经准直镜（１０）形成平行光，平行光通过光阑（１１）和光学衰减器（１７）后照射在样品室（１２）中被测样品上，透过样品室的单色光经聚光透镜（１３）聚焦在探测器（１４）的光敏面上，经测控模块分析处理，给出样品的相当水含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘忠泉，张学范，张国峰，张国民，张蕾，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第五三研究所，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]