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紅外氣體分析儀

更新時(shí)間:2015-11-24   點(diǎn)擊次數: 3398次

[摘要]本文介紹一種采用獨立自主知識產(chǎn)權的新型非分光紅外NDIR傳感器技術(shù)的紅外氣體分析儀(GASBOARD系列),比起國內其他紅外氣體分析儀的主要廠(chǎng)家大都采用上八十年代初的分析技術(shù),該儀器在性能、體積、功耗、價(jià)格上具有以往儀器*的優(yōu)勢,也是取代傳統的化學(xué)式手動(dòng)實(shí)驗室分析儀——奧氏氣體分析儀的必然趨勢。

關(guān)鍵詞:NDIR,紅外氣體分析儀,奧氏氣體分析儀,GASBOARD

1、概述

1.1奧氏氣體分析儀

    奧氏氣體分析儀作為一種經(jīng)典的化學(xué)式手動(dòng)分析儀器,具有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修容易等優(yōu)點(diǎn),該儀器一直在實(shí)驗室里廣泛應用著(zhù),常用于CO2、O2、CO、H2、烴類(lèi)等的含量測定。其其原理是利用溶液吸收法來(lái)測定CO、CO2和O2,CH4和H2用爆炸燃燒法測定,剩余氣體為N2。奧氏氣體分析儀結構簡(jiǎn)單,雖一次購置成本低但長(cháng)期運行成本高,除去分析人員的成本,僅每年買(mǎi)試劑和玻璃器皿至少要1萬(wàn)多元,而且必須對煤氣進(jìn)行人工取樣,在實(shí)驗室進(jìn)行分析,其中分析人員的操作技能和“態(tài)度”對分析的度有很大影響。奧氏氣體分析儀只能單一成份地逐個(gè)進(jìn)行檢測分析,不具備多重輸入和信號處理功能,分析費時(shí),操作煩瑣,響應速度慢,效率低,難以實(shí)時(shí)地分析生產(chǎn)工況?,F逐漸被全自動(dòng)分析儀器替代。奧氏氣體分析儀在實(shí)際應用中存在的不足主要有:1)該方法是手動(dòng)分析儀,操作較煩瑣,精度低、速度慢,不能實(shí)現在線(xiàn)分析,適應不了生產(chǎn)發(fā)展的需要;2)梳形管容積對分析結果有影響,尤其是對爆炸法的影響比較大;3)奧氏儀進(jìn)行動(dòng)火分析測定時(shí)間長(cháng),場(chǎng)所存在一定局限性,而且還必須注意化學(xué)反應的*程度,否則讀數不準誤導生產(chǎn);4)焦性食子酸的堿性液在15—20℃時(shí)吸氧效能,吸收效果隨溫度下降而減弱,0℃時(shí)幾乎*喪失吸收能力,故吸收液液溫不得低于15℃。

1.2

    目前國內NDIR氣體分析儀的主要廠(chǎng)家大都采用上八十年代初的紅外氣體分析方法,存在諸多缺陷:1)鎳锘絲、硅碳棒作為紅外光源,熱穩定性差,壽命短,測量誤差大;2)電機機械調制紅外光,儀器功耗大,穩定性差,故障率高,難于維護;3)薄膜電容微音器或InSb等作為檢測器,使得儀器對震動(dòng)十分敏感,誤差大;4)內壁拋光鋁合金氣室,氣室光潔度及抗腐蝕能力差。

    GASBOARD采用獨立自主知識產(chǎn)權的非分光紅外(NDIR)傳感器技術(shù)、高精度進(jìn)口窄帶干涉濾光片、類(lèi)金剛石鍍膜紅外光源以及單光束多波長(cháng)探測技術(shù),配合易安裝拆卸的鍍膜氣室及嵌入式數據采集系統,可實(shí)現CO、CO2、CH4 、SO2、NOX以及其它碳氫化合物等氣體在混合背景氣體中的實(shí)時(shí)快速測量。

2. 檢測原理

    當紅外光通過(guò)待測氣體時(shí),這些氣體分子對特定波長(cháng)的紅外光有吸收,其吸收關(guān)系服從朗伯--比爾(Lambert-Beer)吸收定律,即某些氣體對紅外光進(jìn)行有選擇性吸收,其吸收強度變化取決于被測氣體的濃度。

3. 產(chǎn)品特點(diǎn)

    GASBOARD采用了以下關(guān)鍵技術(shù):1)核心檢測部件為獨立自主知識產(chǎn)權的非分光紅外(NDIR)傳感器技術(shù),維修、維護響應速度快;2)紅外光源、氣室、紅外探測器設置在同一光軸上,抗振性好,并使氣體紅外吸收信號具有較好的分辨率,減少外界信號干擾,;3)新型鍍膜紅外氣室,光潔度好,并具有一定的抗腐蝕能力,安裝、更換方便,用戶(hù)可自行拆卸更換;4)新型類(lèi)金剛石鍍膜紅外光源,可以保證發(fā)射的紅外光波長(cháng)在特定范圍內,也可以阻止外界環(huán)境對光源溫度的影響;5)紅外探測部分局部保溫,整儀器設有光源強度及溫度自動(dòng)補償裝置;6)“單光束、多波長(cháng)”一體化設計及量程匹配技術(shù),可完成多種氣體的同時(shí)無(wú)干擾測量;7)多量程、多組分選擇,也可根據用戶(hù)要求訂制組分和量程;8)量程高低限報*戶(hù)可自由設置;9)自主研發(fā)氣體標定技術(shù)軟件和軟件通訊協(xié)議;10)新型一體化紅外探測系統和高精密度前置放大電路;11)大屏幕LCD液晶顯示屏,測量組份、濃度一目了然,中/英文操作界面;12)便攜式、在線(xiàn)式和監測系統等多種測量模式。

4. 應用領(lǐng)域

    紅外線(xiàn)分析儀常用來(lái)連續測定各種混合氣體中的CO、CO2、CH4 、SO2、NOX和CH等的含量,是在線(xiàn)分析儀中非常重要的一類(lèi)儀器,廣泛應用于汽車(chē)尾氣檢測(Vehicle Emission);石油化工生產(chǎn)過(guò)程中氣體成份在線(xiàn)分析和監測; 冶金工業(yè)中,高爐、轉爐、焦爐工業(yè)爐窯等氣體分析和監測 ;科學(xué)實(shí)驗、環(huán)境保護、醫療衛生等行業(yè)氣體分析和監測;生物醫藥、食品發(fā)酵、污水處理、垃圾填埋等過(guò)程氣體測量;倉儲、溫室、室內等場(chǎng)所氣體檢測;煙道氣檢測(CEM)等 。

5. 結論和展望

    隨著(zhù)國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和加入WTO,對生產(chǎn)工藝和過(guò)程控制的要求越來(lái)越高,對生態(tài)環(huán)境的保護也越來(lái)越重視,紅外在線(xiàn)成分分析儀作為必要的配套設備已成為企業(yè)全面質(zhì)量管理的一個(gè)重要發(fā)展趨勢,也是取代傳統的化學(xué)式手動(dòng)實(shí)驗室分析儀——奧氏氣體分析儀的必然趨勢。

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