薄膜微音紅外氣體分析器
薄膜微音紅外氣體分析器的檢測器由鈦金屬薄膜片動極和定極組成,當(dāng)接收氣室內(nèi)的氣體壓力受紅外輻射能的影響而變化時,推動電容片相對定極移動,把被測組分濃度轉(zhuǎn)變成電容量變化。薄膜微音紅外氣體分析器在線氣體分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,大約占在線紅外分析器50%的份額。
原理結(jié)構(gòu)
該儀器采用單光源和薄膜電容檢測器,測量氣室和參比氣室采用“單筒隔半”型結(jié)構(gòu),接收氣室屬于串聯(lián)型,有前、后兩室,二者之間用晶片隔開。
在檢測器的內(nèi)腔中位于兩個接收室的一側(cè)裝有薄膜電容檢測器,通過參比氣室和測量氣室的兩路光束交替地射入檢測器的前、后吸收室。在較短的前室充有被測氣體,這里輻射的吸收主要是發(fā)生在紅外光譜帶的中心處,在較長的后室也充有被測氣體,由于后室采用光錐結(jié)構(gòu),它吸收譜帶兩側(cè)的邊緣輻射。
當(dāng)測量氣室通入不含待測組分的混合氣體 (零點氣)時,它不吸收待測組分的特征波長,紅外輻射被前、后接收氣室內(nèi)的待測組分吸收后,室內(nèi)氣體被加熱,壓力上升,檢測器內(nèi)電容器薄膜兩邊壓力相等,接收氣室的幾何尺寸和充入氣體的濃度都是按上述原則設(shè)計的。
當(dāng)測量氣室通入含有待測組分的混合氣體時,因為待測組分在測量氣室已預(yù)先吸收了一部分紅外輻射,使射入檢測器的輻射強度變小。此輻射強度的變化主要發(fā)生在譜帶的中心處,主要影響前室的吸收能量,使前室的吸收能量減小。被待測組分吸收后的紅外輻射把前、后室的氣體加熱,使其壓力上升,但能量平衡已被破壞,所以前、后室的壓力就不相等,產(chǎn)生了壓力差,此壓力差使電容器膜片位置發(fā)生變化,從而改變了電容器的電容量,因為輻射光源已被調(diào)制,因此電容的變化量通過電氣部件轉(zhuǎn)換為交流的電信號,經(jīng)放大后處理后得到待測組分的濃度。
性能特點
穩(wěn)定性好,非常適合在線使用。
靈敏度高,既可以分析常量氣體,又可以分析微量氣體,適用量程范圍廣。例如:分析器的微量量程0-10³10-6CO2, 0-30³10-6CO。
抗背景氣體干擾能力強,只有被檢測器內(nèi)氣體吸收所對應(yīng)的氣體才有靈敏度。
環(huán)境溫度影響小。環(huán)境溫度的變化對氣體吸收及檢測器的靈敏度有一定影響,但是如果對光學(xué)部件恒溫(45~50℃),且用軟件補償后,在工作溫度范圍內(nèi)影響誤差可以控制在±1%以內(nèi)。
當(dāng)儀器劇烈振動時對測量會有一定影響。
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