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二氧化碳分析儀原理

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2019-08-31  來(lái)源:儀器信息網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):918
核心提示:二氧化碳檢測(cè)基本原理各種氣體都會(huì)吸收光。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的光,比如CO2就對(duì)紅外線(波長(zhǎng)為4.26m)zui敏感。二氧化碳檢測(cè)儀通常是把被測(cè)氣體吸入一個(gè)測(cè)量室,測(cè)量室的一端安裝有光源而另一端裝有濾光鏡和探測(cè)器.濾光鏡的作用是只容許某一特定波長(zhǎng)的光線通過(guò).探測(cè)器則測(cè)量通過(guò)測(cè)量室的光通量.探測(cè)器所接收到的光通量取決于環(huán)境中被測(cè)氣體的濃度。這就是二氧化碳光學(xué)測(cè)量方法中的一種即非發(fā)散性紅外線測(cè)量,這也是主流二氧化碳分析儀所依據(jù)的檢測(cè)原理。三種紅外檢測(cè)原理基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測(cè)原理的測(cè)量方法主要有3種:?jiǎn)?/div>
二氧化碳檢測(cè)基本原理


各種氣體都會(huì)吸收光。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的光,比如CO2就對(duì)紅外線(波長(zhǎng)為4.26m)zui敏感。二氧化碳檢測(cè)儀通常是把被測(cè)氣體吸入一個(gè)測(cè)量室,測(cè)量室的一端安裝有光源而另一端裝有濾光鏡和探測(cè)器.濾光鏡的作用是只容許某一特定波長(zhǎng)的光線通過(guò).探測(cè)器則測(cè)量通過(guò)測(cè)量室的光通量.探測(cè)器所接收到的光通量取決于環(huán)境中被測(cè)氣體的濃度。這就是二氧化碳光學(xué)測(cè)量方法中的一種即非發(fā)散性紅外線測(cè)量,這也是主流二氧化碳分析儀所依據(jù)的檢測(cè)原理。


三種紅外檢測(cè)原理


基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測(cè)原理的測(cè)量方法主要有3種:?jiǎn)喂馐鴨尾ㄩL(zhǎng)測(cè)量、雙光束雙波長(zhǎng)測(cè)量和單光束雙波長(zhǎng)測(cè)量。


1、單光束單波長(zhǎng)


單光束單波長(zhǎng)測(cè)量,顧名思義,這種CO2傳感器測(cè)量?jī)x器只能提供單一波長(zhǎng)的光線.在上述3種測(cè)量方法中它的性能zui差,其穩(wěn)定性極易受到諸如燈泡老化、灰塵污染及光線發(fā)射特性變化等因素的影響.目前在市場(chǎng)上銷售的許多種單束單波,長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性都不很理想此外,溫度的變化也會(huì)影響其穩(wěn)定性.但這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單機(jī)械性能可靠且價(jià)格低廉。


2、雙光束雙波長(zhǎng)


雙光束雙波長(zhǎng)測(cè),這種可燃?xì)怏w檢測(cè)儀器備有兩個(gè)光渡通道,一個(gè)探測(cè)器及兩個(gè)濾光鏡,與前一種儀器比較,其精度和穩(wěn)定性都有所提高,但相應(yīng)的它的價(jià)格也較高.此外為提高其工作溫度范圍,兩個(gè)探測(cè)器必須完全匹配.在實(shí)際應(yīng)用中,兩個(gè)光波通道受到的灰塵污染程度,同樣也會(huì)給這類測(cè)量?jī)x器帶來(lái)因非對(duì)稱污染而精度不準(zhǔn)確的難題。


紅外線氣體分析儀,是利用紅外線進(jìn)行氣體分析。它基于待分析組分的濃度不同,吸收的輻射能不同.剩下的輻射能使得檢測(cè)器里的溫度升高不同,動(dòng)片薄膜兩邊所受的壓力不同,從而產(chǎn)生一個(gè)電容檢測(cè)器的電信號(hào)。這樣,就可間接測(cè)量出待分析組分的濃度。


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比爾定律


紅外二氧化碳分析儀是根據(jù)比爾定律制成的。假定被測(cè)氣體為一個(gè)無(wú)限薄的平面.強(qiáng)度為k的紅外線垂直穿透它,則能量衰減的量為:i=i0e-kcl(比爾定律)


式中:i--被介質(zhì)吸收的輻射強(qiáng)度;

i0--紅外線通過(guò)介質(zhì)前的輻射強(qiáng)度;

k--待分析組分對(duì)輻射波段的吸收系數(shù);

c--待分析組分的氣體濃度;

l--氣室長(zhǎng)度(赦測(cè)氣體層的厚度)


對(duì)于一臺(tái)制造好了的紅外線氣體分析儀,其測(cè)量組分已定,即待分析組分對(duì)輻射波段的吸收系數(shù)k一定;紅外光源已定,即紅外線通過(guò)介質(zhì)前的輻射強(qiáng)度i0一定;氣室長(zhǎng)度l一定。從比爾定律可以看出:通過(guò)測(cè)量輻射能量的衰減i,就可確定待分析組分的濃度c了。


紅外線氣體分析儀原理


二氧化碳分析儀由兩個(gè)獨(dú)立的光源分別產(chǎn)生兩束紅外線該射線束分別經(jīng)過(guò)調(diào)制器,成為5hz的射線。根據(jù)實(shí)際需要,射線可通過(guò)一濾光鏡減少背景氣體中其它吸收紅外線的氣體組分的干擾。


紅外線通過(guò)兩個(gè)氣室,一個(gè)是充以不斷流過(guò)的被測(cè)氣體的測(cè)量室,另一個(gè)是充以無(wú)吸收性質(zhì)的背景氣體的參比室。工作時(shí),當(dāng)測(cè)量室內(nèi)被測(cè)氣體濃度變化時(shí),吸收的紅外線光量發(fā)生相應(yīng)的變化,而基準(zhǔn)光束(參比室光束)的光量不發(fā)生變化。從二室出來(lái)的光量差通過(guò)檢測(cè)器,使檢測(cè)器產(chǎn)生壓力差,并變成電容檢測(cè)器的電信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)節(jié)電路放大處理后,送往顯示器以及總控的crt顯示。該輸出信號(hào)的大小與被淵組分濃度成比例。


兩個(gè)接收室中間用一個(gè)薄的金屬膜隔開(kāi),在兩測(cè)壓力不同時(shí)膜片可以變形產(chǎn)生位移,膜片的一側(cè)放一個(gè)固定的圓盤型電極。可動(dòng)膜片與固定電極構(gòu)成了一個(gè)電容變進(jìn)器的兩極。整個(gè)結(jié)構(gòu)保持嚴(yán)格的密封,兩接收氣室內(nèi)的氣體為動(dòng)片薄膜隔開(kāi),但在結(jié)構(gòu)上安置一個(gè)大小為百分之幾毫米的小孔,以使兩邊的氣體靜態(tài)平衡。輻射光束通過(guò)參比室、測(cè)量室后,進(jìn)入檢測(cè)器的接收室。


被接收室里的氣體吸收,氣體溫度升高,氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),產(chǎn)生的熱膨脹形成的壓力增大。當(dāng)測(cè)量室內(nèi)通入零點(diǎn)氣(n2)時(shí),來(lái)自兩氣室的光能平衡,兩邊的壓力相等,動(dòng)片薄膜維持在平衡位置,檢測(cè)器輸出為零。當(dāng)測(cè)量室內(nèi)通入樣氣時(shí),測(cè)量邊進(jìn)入接收室的光能低于參比邊的,使測(cè)量邊的壓力減小,于是薄膜發(fā)生位移,故改變了兩極板問(wèn)的距離,也改變了電容量c。


2018-11-13 14:12:27 1494次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_1505.html 熱門標(biāo)簽: 二氧化碳分析儀在各行各業(yè)的應(yīng)用二氧化碳分析儀使用_CO2檢測(cè)儀操作步驟二氧化碳分析儀的安裝方法步驟二氧化碳分析儀日常保養(yǎng)維護(hù)原則與注意事項(xiàng)
 
關(guān)鍵詞: 氣體 測(cè)量 紅外線 組分 光束
 
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