紅(hong)外氣體分(fen)析(xi)儀原理(li)

      紅外氣體分析(xi)儀原理(li)

      紅(hong)外線氣體分析(xi)儀，是利(li)用紅(hong)外(wai)線進行(xing)氣體分(fen)析(xi)。它(ta)基於待分析(xi)組(zu)分(fen)的(de)濃度(du)不同，吸收的輻(fu)射(she)能(neng)不同。剩下的輻(fu)射(she)能(neng)使(shi)得檢(jian)測(ce)器(qi)裏(li)的溫(wen)度(du)升高(gao)不同，動片薄(bo)膜兩(liang)邊(bian)所(suo)受的壓力不同，從而產生(sheng)壹(yi)個電(dian)容(rong)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)電(dian)信號(hao)。這樣，就(jiu)可(ke)間(jian)接(jie)丈(zhang)量出(chu)待分析(xi)組(zu)分(fen)的(de)濃度(du)。　

      1、比(bi)爾(er)定律(lv)

      紅(hong)外(wai)線氣體分析(xi)儀是根(gen)據比(bi)爾(er)定律(lv)制(zhi)成(cheng)的。假定被(bei)測(ce)氣體(ti)為壹(yi)個無(wu)窮(qiong)薄(bo)的平面(mian)。強度(du)為(wei)k的紅外(wai)線垂(chui)直穿透它(ta)，則能(neng)量(liang)衰(shuai)減的(de)量(liang)為(wei)：I=I0e-KCL（比(bi)爾(er)定律(lv)）　

      式(shi)中：I--被介質(zhi)吸收的輻(fu)射(she)強度(du)；　

      I0--紅(hong)外線通過介質(zhi)前(qian)的(de)輻射(she)強度(du)；　

      K--待分析(xi)組(zu)分(fen)對(dui)輻射(she)波(bo)段的吸收系數(shu)；　

      C--待分析(xi)組(zu)分(fen)的(de)氣體濃度(du)；

      L--氣(qi)室(shi)長度(du)（赦(she)測(ce)氣體(ti)層的厚(hou)度(du)）　

      對(dui)於壹(yi)臺制造(zao)好(hao)了的紅(hong)外(wai)線氣體分析(xi)儀，其(qi)丈(zhang)量組(zu)分已定，即待分析(xi)組(zu)分(fen)對(dui)輻射(she)波(bo)段的吸收系數(shu)k壹(yi)定；紅(hong)外(wai)光源已(yi)定，即紅(hong)外線通過介質(zhi)前(qian)的(de)輻射(she)強度(du)I0壹(yi)定；氣(qi)室(shi)長度(du)L壹(yi)定。從(cong)比(bi)爾(er)定律(lv)看(kan)出(chu)：通過丈(zhang)量輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)的(de)衰減(jian)I，就(jiu)可(ke)確(que)定待分析(xi)組(zu)分(fen)的(de)濃度(du)C了。      

      2、分析(xi)檢(jian)測(ce)原理(li)

      紅(hong)外線氣體分析(xi)儀由(you)兩(liang)個(ge)獨(du)立的(de)光源分(fen)別(bie)產(chan)生兩(liang)束(shu)紅(hong)外(wai)線該射(she)線束分別(bie)經(jing)過調(tiao)制(zhi)器(qi)，成(cheng)為(wei)5Hz的射(she)線。根據實際需(xu)要(yao)，射(she)線可通過壹(yi)濾光鏡(jing)減少(shao)背景氣體中其(qi)它(ta)吸收紅外(wai)線的氣體組分(fen)的(de)幹(gan)擾(rao)。      

      紅(hong)外線通過兩(liang)個(ge)氣(qi)室(shi)，壹(yi)個是(shi)充以(yi)不斷流過的(de)被測(ce)氣體(ti)的丈(zhang)量室(shi)，另(ling)壹(yi)個是(shi)充以(yi)無(wu)吸(xi)收性質的(de)背景氣體的參(can)比(bi)室(shi)。工作(zuo)時(shi)，當(dang)丈(zhang)量室(shi)內(nei)被測(ce)氣體(ti)濃度(du)變化(hua)時，吸(xi)收的紅(hong)外(wai)線光量(liang)發生(sheng)相應(ying)的(de)變化(hua)，而基(ji)準(zhun)光束(shu)（參(can)比(bi)室(shi)光束(shu)）的(de)光量(liang)不發生(sheng)變化(hua)。從二(er)室(shi)出來(lai)的光量(liang)差(cha)通過檢(jian)測(ce)器(qi)，使(shi)檢(jian)測(ce)器(qi)產(chan)生(sheng)壓力差，並變成電(dian)容(rong)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)電(dian)信號(hao)。此(ci)信號(hao)經信號(hao)調(tiao)節電路放大(da)處理(li)後(hou)，送往顯(xian)示(shi)器(qi)以(yi)及(ji)總控(kong)的CRT顯(xian)示(shi)。該(gai)輸出(chu)信號(hao)的大(da)小(xiao)與(yu)被淵(yuan)組分(fen)濃度(du)成(cheng)比(bi)例(li)。　

      我(wo)們(men)所用(yong)的檢(jian)測(ce)器(qi)是(shi)薄(bo)膜微(wei)音(yin)器(qi)。接(jie)收室(shi)內(nei)充以(yi)樣氣中的待淵組(zu)分，兩(liang)個(ge)接(jie)收室(shi)中間(jian)用壹(yi)個薄(bo)的金屬(shu)膜(mo)隔(ge)開，在兩(liang)測(ce)壓力不同時膜片變形產(chan)生(sheng)位移，膜片的(de)壹(yi)側放壹(yi)個固(gu)定的(de)圓盤型(xing)電極(ji)。可動膜片(pian)與(yu)固定電(dian)極(ji)構成了壹(yi)個電(dian)容(rong)變進器(qi)的(de)兩(liang)極(ji)。整個結構保持(chi)嚴(yan)格(ge)的(de)密(mi)封(feng)，兩(liang)接(jie)收氣室(shi)內(nei)的氣(qi)體為動片薄(bo)膜隔(ge)開，但在結構上(shang)安(an)置壹(yi)個大(da)小(xiao)為(wei)百(bai)分之(zhi)幾(ji)毫米(mi)的(de)小(xiao)孔，以(yi)使兩(liang)邊(bian)的(de)氣(qi)體靜態(tai)平衡。輻射(she)光束(shu)通(tong)過參(can)比(bi)室(shi)、丈(zhang)量室(shi)後(hou)，進進檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)接(jie)收室(shi)。被接(jie)收室(shi)裏(li)的氣(qi)體(ti)吸(xi)收，氣體(ti)溫(wen)度(du)升高(gao)，氣體(ti)分子(zi)的熱運(yun)動(dong)加(jia)強，產(chan)生(sheng)的熱(re)膨脹形(xing)成(cheng)的(de)壓力增大(da)。當(dang)丈(zhang)量室(shi)內(nei)通進(jin)零點氣（N2）時，來自(zi)兩(liang)氣(qi)室(shi)的光能(neng)平衡，兩(liang)邊(bian)的(de)壓力相等，動片薄(bo)膜維持(chi)在平衡位置(zhi)，檢(jian)測(ce)器(qi)輸出(chu)為(wei)零。當(dang)丈(zhang)量室(shi)內(nei)通進(jin)樣氣時，丈(zhang)量邊(bian)進進接(jie)收室(shi)的光能(neng)低(di)於參比(bi)邊(bian)的(de)，使(shi)丈(zhang)量邊(bian)的壓力減小(xiao)，於是薄(bo)膜發生(sheng)位移，故(gu)改變了兩(liang)極(ji)板問的間(jian)隔(ge)，也改(gai)變了電容(rong)量(liang)C。      

      紅(hong)外(wai)線氣體分析(xi)儀用來(lai)分析(xi)各(ge)種多(duo)原子氣(qi)體，如(ru):C2H2、C2H4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等。不能(neng)用(yong)來(lai)分析(xi)同壹(yi)種原子構成的(de)多原子氣(qi)體以(yi)及(ji)惰性氣體(ti)，如：N2、Cl2、H2、O2以(yi)及(ji)He、Ne、Ar等。