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薄膜微音红外气体分析器
薄膜微音红外气体分析器的检测器由钛金属薄膜片动极和定极组成,当接收气室内的气体压力受红外辐射能的影响而变化时,推动电容片相对定极移动,把被测组分浓度转变成电容量变化。薄膜微音红外气体分析器在线气体分析领域得到广泛应用,大约占在线红外分析器50%的份额。
原理结构
该仪器采用单光源和薄膜电容检测器,测量气室和参比气室采用“单筒隔半”型结构,接收气室属于串联型,有前、后两室,二者之间用晶片隔开。
在检测器的内腔中位于两个接收室的一侧装有薄膜电容检测器,通过参比气室和测量气室的两路光束交替地射入检测器的前、后吸收室。在较短的前室充有被测气体,这里辐射的吸收主要是发生在红外光谱带的中心处,在较长的后室也充有被测气体,由于后室采用光锥结构,它吸收谱带两侧的边缘辐射。
当测量气室通入不含待测组分的混合气体 (零点气)时,它不吸收待测组分的特征波长,红外辐射被前、后接收气室内的待测组分吸收后,室内气体被加热,压力上升,检测器内电容器薄膜两边压力相等,接收气室的几何尺寸和充入气体的浓度都是按上述原则设计的。
当测量气室通入含有待测组分的混合气体时,因为待测组分在测量气室已预先吸收了一部分红外辐射,使射入检测器的辐射强度变小。此辐射强度的变化主要发生在谱带的中心处,主要影响前室的吸收能量,使前室的吸收能量减小。被待测组分吸收后的红外辐射把前、后室的气体加热,使其压力上升,但能量平衡已被破坏,所以前、后室的压力就不相等,产生了压力差,此压力差使电容器膜片位置发生变化,从而改变了电容器的电容量,因为辐射光源已被调制,因此电容的变化量通过电气部件转换为交流的电信号,经放大后处理后得到待测组分的浓度。
性能特点
稳定性好,非常适合在线使用。
灵敏度高,既可以分析常量气体,又可以分析微量气体,适用量程范围广。例如:分析器的微量量程0-10³10-6CO2, 0-30³10-6CO。
抗背景气体干扰能力强,只有被检测器内气体吸收所对应的气体才有灵敏度。
环境温度影响小。环境温度的变化对气体吸收及检测器的灵敏度有一定影响,但是如果对光学部件恒温(45~50℃),且用软件补偿后,在工作温度范围内影响误差可以控制在±1%以内。
当仪器剧烈振动时对测量会有一定影响。