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微流量红外气体分析器 更新时间:2011-05-28 11:40

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微流量红外气体分析器是基于微流量检测方法来进行气体分析的装置,微流量检测是一种利用敏感元件的热敏特性测量微小气体流量变化的气体测量方法。传感元件是两个微型热丝电阻镍镉栅和另外两个辅助电阻组成惠斯通电桥。热丝电阻通电加热至一定温度,当有气体流过时,带走部分热量使热丝元件冷却,电阻变化,通过电桥转变成电压信号。

微流量红外气体分析器的结构原理

  • 微流量红外气体分析器的原理结构如图。

    1-毛细管气流通道,2-第二层接收气室,3-微流量传感器,4-测量气室,

    5-切光片,6-切光片马达,7-红外光源,8-反射镜,9-光学窗口,

    10-可调滑片,11-第一层接收气室,12-第三层接收气室

    红外光源7被加热到600℃时发射出红外线,由切光片5调制成频率为25/3Hz的间断光束,经测量气室4进入的接收气室。

    接收气室由填充了待测组分的多层串联气室组成,第一层吸收红外辐射波带中间位置的能量,第二层吸收边界能量,二者之间通过微流量传感器3连接在一起。当切光片处于“接通”位置时,第一层接收气室11填充的待测组分吸收红外辐射能量后,受热膨胀,压力增大,气流经毛细管通道流向第二层接收气室2;当切光片处于“遮断”位置时,第一层气室填充气体冷却收缩,压力减小,第二层气室的气流经毛细管通道反向流回第一层气室。切光片交替通断,气流往返流经微流量传感器,便在检测器电桥两端产生了交流信号,信号幅度大小与流经传感器的气体流量成正比,而与待测组分的浓度成反比。

    微流量传感器中有两个被加热到大约120℃的镍格栅,这两个镍格栅电阻和两个辅助电阻形成惠斯通电桥。脉冲气流反复流经微流量传感器,导致镍格栅电阻阻值发生变化。

    接收气室采用串联型结构是为了消除干扰组分对测量结果的影响。在接收气室中,除填充待测组分外,还根据被测气体的组成填充一定比例的干扰组分。干扰组分在第一、二两层气室中对红外辐射的吸收,产生的压力作用方向相反,相互抵消。在ULTRAMAT23产品中,还设有第三层接收气室12,其功能是延长二层气室的光程长度,吸收红外辐射边缘能量,并可通过滑片调整三层气室的透光孔径大小,改变红外吸收,最大限度地减少某个干扰组分的影响,作用相当于一个可调光锥。

微流量红外气体分析器的性能特点

  • (1)双光路的微流量红外气体分析器稳定性好,可以在线使用。

    (2)灵敏度高,可以分析微量气体。

    (3)检测器结构简单,成本低廉。

    (4)检测器可以串联使用,适合同时分析多种组分。

    (5)检测器不怕振动,振动对仪器测量无影响。

微流量红外气体分析器的常见厂商

  • (1)武汉四方光有限公司的微流量红外气体分析器Gasboard-3000型(新产品),检测器为该公司自主研发,可以实现多组分测量。

    (2)西门子公司的ULTRAMAT6型红外气体分析器,双光路结构,适合在线使用;ULTRAMAT23型红外气体分析器,单光路结构,检测器可以串联,实现多组分测量。

    (3)富士的ZRE型微流量红外气体分析器;横河电机的100型和IR200型微流量红外气体分析器。

    (4)Rosemount的X-Stream通用型气体分析器X2GP。

    (5)德国BUHLER公司,北京雪迪龙公司和成都倍诚公司也生产微流量红外气体分析器,微流量检测器采用西门子产品。

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