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红外气体分析仪原理

发布时间: 2015-11-24  点击次数: 1560次

红外线气体分析仪,是利用红外线进行气体分析。它基于待分析组分的浓度不同,吸收的辐射能不同.剩下的辐射能使得检测𝔉器里的温度升高不同,动片薄膜两边所受的压力不同,从而产生一个电容检测器的电🌃信号。这样,就可间接测量出待分析组分的浓度。

  1.比尔定律

  红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。假定被测气体为一个无限薄的平面.强度为k的红外🅠线垂直穿透它,则能量衰减的量为:I=I0e-KCL(比尔定律)

  式中:I--被介质吸收的辐射强度;

  I0--红外线通过介质前的辐射强度;

  K--待分析组分对辐射波段的吸收系数;

  C--待分析组分的气体浓度;

  L--气室长度(赦测气体层的厚度)

  对于一台制造好了的红外线气体分析仪,其测量组分已定,即待分析组分对辐射波段的吸收系数k一定;红外光源已定,即红外线通过介质前的辐射强度I0一定;气室长度L💃一定。从比尔定律可以看出:通过测𒈔量辐射能量的衰减I,就可确定待分析组分的浓度C了。

  2.分析检测原理

  红外线气体分析仪由两个独立的光

  源分别产生两束红外线 该射线束分别经过调制器,成为5Hz的射线。根据实际需要,射线可通过一滤光镜减ꦛ少背景气体中其它吸收红外线的气体组分的干扰。

  红外线通过两个气室,一个是充以不断流过的被测气体的测量室,另一个是充以无吸收性质的背景气体的参比室。工作时,当测量室内被测气体浓度变化时,吸🎶收的红外线光量发生相应的变化,而基准光束(参比室光束)的光量不发生变化。从二室出来的光量差通过检测器,使检测器产生压力差,并变成电容检测器的电信号。此信号经信号调节电路放大处理后,送往显示器以及总控的CRT显示。该输 出信号的大小与被渊组分浓度成比例。

  我们所用的检测器是薄膜微音器。接收室内充以样气中的待渊组分,两个接收室中间用一个薄的金属膜隔开,在两测压力不同时膜片可以变形产生位移,膜片的一侧放一个固定的圆盘型电极。可动膜片与固定电极构成了一个电容变进器的两极。整个结构保持严格的密封,两接收气室内的气体为🧜动片薄膜隔开,但在结构上安置一个大小为百分之几毫米的小孔,以使两边的气体静态平衡。辐射光束通过参比室、测量室后,进入检测器的接收室。被接收室里的气体吸收,气体温度升高,气体分子的热运动加强,产生的热膨胀形成的压力增大。当测量室内通入零点气(N2)时,来自两气室的光能平衡,两边的压力相等,动片薄膜维持在平衡位置,检测器输出为零。当测量室内🌟通入样气时,测量边进入接收室的光能低于参比边的,使测量边的压力减小,于是薄膜发生位移,故改变了两极板问的距离,也改变了电容量C。

  红外线气体分析仪可以用来分析各种多原子气体,如:C2H2、C2H4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8、NH3、👍CO2、CO、CH4、SO2等。不能用来分析同一种原子构成的多原子气体以及惰性气体,如:N2、Cl2、H2、O🧜2以及He、Ne、Ar等。

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