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紅外線氣體分析儀的光學(xué)系統(tǒng)概述

更新時(shí)間:2021-08-13      點(diǎn)擊次數(shù):1086
   紅外線氣體分析儀是測(cè)氣體成分的流程分析儀表。在很多生產(chǎn)過(guò)程中,特別是在存在化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程中,僅僅根據(jù)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制常常是不夠的。例如在合成氨生產(chǎn)中,僅控制合成塔的溫度、壓力、流量并不能保證最高的合成率,必須同時(shí)分析進(jìn)氣的化學(xué)成分,控制氫氣和氮?dú)獾淖罴驯壤?,才能獲得較高的生產(chǎn)率。又如在鍋爐的燃燒控制中除需控制燃料與助燃空氣的比例外,還必須在線分析煙道的化學(xué)成分,據(jù)此改變助燃空氣的供給量,使?fàn)t子獲得最高的熱效率。此外,在排出有害氣體的工廠中,也必須采用紅外線氣體分析儀對(duì)有害氣體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視,以防止危害工人健康或污染環(huán)境或引起爆炸等惡性事故。
  工業(yè)上常用的紅外線氣體分析儀的檢測(cè)部分由兩個(gè)并列的結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)系統(tǒng)組成:一個(gè)是測(cè)量室,一個(gè)是參比室。兩室通過(guò)切光板以一定周期同時(shí)或交替開(kāi)閉光路。在測(cè)量室中導(dǎo)入被測(cè)氣體后,具有被測(cè)氣體*波長(zhǎng)的光被吸收,從而使透過(guò)測(cè)量室這一光路而進(jìn)入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃度越高,進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量就越少;而透過(guò)參比室的光通量是一定的,進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此,被測(cè)氣體濃度越高,透過(guò)測(cè)量室和參比室的光通量差值就越大。這個(gè)光通量差值是以一定周期振動(dòng)的振幅投射到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部,室內(nèi)封有濃度較大的被測(cè)組分氣體,在吸收波長(zhǎng)范圍內(nèi)能將射入的紅外線全部吸收,從而使脈動(dòng)的光通量變?yōu)闇囟鹊闹芷谧兓倏筛鶕?jù)氣態(tài)方程使溫度的變化轉(zhuǎn)換為壓力的變化,然后用電容式傳感器來(lái)檢測(cè),經(jīng)過(guò)放大處理后指示出被測(cè)氣體濃度。除用電容式傳感器外,也可用直接檢測(cè)紅外線的量子式紅外線傳感器,并采用紅外干涉濾光片進(jìn)行波長(zhǎng)選擇和配以可調(diào)激光器作光源,形成一種嶄新的全固體式紅外氣體分析儀。這種分析儀只用一個(gè)光源、一個(gè)測(cè)量室、一個(gè)紅外線傳感器就能完成氣體濃度的測(cè)量。此外,若采用裝有多個(gè)不同波長(zhǎng)的濾光盤(pán),則能同時(shí)分別測(cè)定多組分氣體中的各種氣體的濃度。

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