检测器
• ABB检测器是薄膜电容检测器。
检测器
检测器
• 检测器的测试：电容器电压—+150V，针2 对针1。预放大器电压+-15V，针6对针7， 针10对针7。
检测器
微流量检测器
• 其测量微小气流，其传感元件是两个微型热丝电阻，和另 外两个组成会斯通电桥，热丝电阻通电加热到一定温度。 当有气体流过时，带走部分热量，使热丝元件冷却，电阻 变化，通过电桥转变为电信号。 • 热丝原件有两种，一种是栅状镍丝电阻，建成镍格栅 (Siemens 120度)，它是把很细的镍斯编织成栅栏状，这 种热丝垂直装配于气路中，为流量从格栅中间通过。另一 种是铂丝电阻，在云母片上用超微技术，光刻上很细的铂 丝制成，这种铂丝电阻平行装配于气路通道中，为流量从 其表面通过。 • 特点：耐震性能好。
• 非分光技术 • 其测量是基于在2.5－8UM中红外光谱区域特殊气 体的不同原子的分子健间的谐振吸收。 • 被测量的各种气体依靠特定的吸收健来区分。每 一气体有自己的吸收光谱。即（指纹）。 • 以下气体无自己的吸收光谱：单原子分子，如惰 性气体。对称气体，如H2,O2,N2。这些气体无法 用红外分析仪测量。 • 郎伯比尔定律：
温度调节电路板
温度调节电路板(HOOD)
温度调节电路板
压力传感器
• 位置：根据分析模块的不同配置，压力传 感器安装于不同的位置。 • 结构：压力传感器位于一块电路板上，其 连接到红外板上。 • 功能：压力传感器测量样品池的压力，一 般连接在样器排出口上。用于测量信号的 压力修正。作为可选项，压力传感器也可 用于外部压力的测量。1 绝压传感器，2 工 作范围700-1300mba。3 需要偏差校正。
气
室
功能：1理想的光反射，2防腐蚀，3化学抛光 气室提供较高的信号稳定性，尤其是用于 烟气的测量，4反射特性在调光路平衡时给与 纠正。5对于特殊的应用有特殊的气室。如 流动参比气室，带虑波器的气室（滤波气 室充有干扰气体）。
。
气
室
• 清理：拆下气室，对着阳光观察参比和测 量侧，比较两侧光洁度是否接近，如果污 染较严重，需要清洗，一般用蒸馏水，酒 精，丙酮等清洗。 • 症状：偏移量太高。漂移较大。灵敏度降 低。
气
室
• 位置 ：位于带有调制单元的主架和检测器或校验 单元之间。 • 结构：铝管,分两种类型。1 化学抛光，2 镀金。 铝管中间有隔壁沿纵向把它一分为二。两端用红 外窗口密封。一侧为参比侧（充氮气，完全密 封）。
• ，一侧为测量侧，参比侧充入氮气。窗口材料 （氟化钙）要求有良好的透射性能，不分光，不 反射。要有一定的机械强度。不易破裂，不怕潮 湿，能经受温度变化。对介质有良好的化学稳定 性。
红外分析仪的原理
• 电子能级跃迁吸收光谱位于紫外和可见光 波段，（200-780）nm.1-20eV • 分子内原子间的震动能级发生跃迁时吸收 光谱位于近红外和中红外波段（780nm25um）。0.05-1eV.红外吸收光谱也称为分 子震动光谱。 • 整个分子转动能级发生跃迁时，吸收光谱 位于远红外和微波波段（25-10000）um。 0.001-0.05eV
电磁波频谱
电子激发
波数 (cm-1)
电子跃迁 10
6
分子跃迁 10
4
分子转动 10
2
10
7
10
5
10
3
10
1
光谱区域
X-射 线
紫外线
4,000
红外线
400
微波
100
14,285
近红外
弱
中红外
远红外
强
Absorbance
红外分析仪的原理
• 分子不同能级间的跃迁，产生不同的分子吸收或发射光谱。 震动能级跃迁所产生的电磁波谱处于中红外光谱区。 • 当特定的波长的红外光与分子相遇时，如果光与分子不发 生相互作用，则光随即通过该物质，不产生吸收光谱：
红外分析仪的分类
• 按光学系统分： • 单光路：Multiwave ,Limas11. • 双光路：Uras14.Uras26
红外分析仪的组成
• • • • • • • • • • • • 调制单元。 光源。 切光片。 切光马达。 气室。 标定池。 检测器。 加热器。 压力传感器。 电源模块 SSI 电路板. AMC 电路板.
HCl
红外分析仪的原理
l = 4.7 µm
CO
红外分析仪的原理
将双原子红外活性分子看作是震动偶极子 当光子与样品中的分子相互作用时，会产生 两种结果。 1，光子的震动频率与分子的震动频率不匹配，此时 分子就不吸收光子的能量，使偶极子的振幅和频 率不变。
2，光子的震动频率与分子的震动频率相互匹配，此 时分子就吸收光子的能量，使偶极子的振幅增大 频率不变。
几种气体分子的特征吸收波长
• • • • • • • • • 分子式 CO CO2 CH4 C2H4 NH3 NO SO2 H2O 吸收峰波长UM 2.37 4.65 2.7 4.26 14.5 3.3 7.65 3.45 5.3 7 10.4 5.2 7.3 2.0 2.8
10.5
红外分析仪的原理
EL3000培训教程
第二部分
红外分析仪的原理
• • • • • 红外光的能量与分子震荡的能量相当。 近红外区光谱：0.78-2.5um。 中红外区光谱：2.5-40um。 远红外区光谱：40-1000um。 在分子中，根据量子力学理论，分子中存在电子 能级和分子内原子间的震动和整个分子转动能级。 当电子能级和震动-转动能级发生跃迁时，就会产 生分子吸收光谱或分子发射光谱，表现为带状光 谱。如果分子的能级由基态跃迁至激发态，产生 吸收光谱：反之产生发射光谱。
N2
l = 2 - 25 µm
Symmetrical Homonuclear Molecule:
dm/dx = 0 No IR Absorption Transparent
红外分析仪的原理
• 如果光与分子以特定的方式发生相互作用， 则物质吸收该波长的光。产生吸收光谱。 这时我们称之为红外活性。
l = 3.4 µm
光 源
• 测试：电压，
• 电阻，13欧姆。
光源
光 源
切光片
• 切光片，把光源的光变成断续的光，对红 外光进行调制，使检测器信号成为交流信 号，便于放大器放大，可以改善检测器的 响应时间特性。 • 两个内圈用于透过参比光，两个外圈用于 透过测量光。
切光片
切光片
切光马达
• 切光马达，频率7.3Hz.频率增高，灵敏度降 低，原因：在一个周期内，接收到的辐射 能减少，另外，气体的热量及压力传递跟 不上辐射能的变化。
检测器
• 位置：位于气室的末端。根据应用，可以安装1-4 个检测器，每一光路最多可以安装两个检测器。 • 结构：薄膜电容检测器：又称薄膜微音器，由金 属薄膜动片和定片组成电容器，当接收气室的压 力受红外辐射能的影响而变化时，推动动片相对 于定片移动，把被测组分的变化转化为电容量的 变化。ABB检测器有两个气室，内部填充被测气 体，气室是串联性的，它有两大优点：零点稳定， 抗干扰能力强。预放大器和其在一起，测温元件 在预放大器中，用以温度补偿。当有多个检测器 时只有第一个检测器的测温元件被使用。有3个跨 接线，分别为X1,X3,X10.
压力传感器
流量传感器
泵
电磁阀
SSI 电路板
SSI 指示灯
AMC板
AMC板
AMC板
AMC板
电源模块
显示器板
分配器板
I/O适配器
数字模块
模拟模块
MODBUS 模块
PROFIBUS模块
光路平衡调节
• 通零点气，调节光路平衡凸轮，使原值小 于一百万。
相位调节
• 分别统入零点气和量程气,原值在1-36百万 之间。通入量程气时，原值不能大于36百 万，如果大于，先降低数字放大倍数，再 降低模拟放大倍数，再降低光源电压，， 如果太小，先增加模拟放大倍数，在增加 数字放大倍数，最后增加光源电压。
检测器
• 功能:光线进入检测器被所添充的气体吸收，通过 分子碰撞把热能迅速转变为压力。压力的变化转 变为电容的变化。通过高阻抗电路放大产生相应 的MV信号，150V直流供电，主要的吸收发生在 前室，在后室吸收两侧的光，这部分光与干扰组 分叠加产生交叉灵敏度，较长的后室厚度吸收大 部分的干扰光，其产生的压力正好与前室的相反， 能够抵消一定数量的交叉灵敏度。 • 特点：温度变化影响小，选择性好，灵敏度高。 • 缺点：薄膜易受机械震动的影响，调制频率不能 提高。
滤波气室
光学滤波器
• 位置：根据测量任务，光学滤波器位于如下位置。 1位于气室和红外检测器之间，2位于两个红外检 测器之间，3位于标定单元和红外检测器之间。 • 结构：滤光片紧锢在金属圈中。安装位置不同， 金属圈也不同。 • 功能：通过安装干扰滤波器，去掉干扰重叠部分 的光谱。根据应用，此滤波器只允许一定波长范 围的光通过。主要用于SO2,NO,N2O,CnHm.
模块部件-马达
Uras26: old motor <-> new motor
光
圈
• 位置：光圈和其调节螺钉位于气室和调制 单元之间的主架上。 • 结构：主架上通常安装有两个光圈。调节 螺钉驱动其水平方向移动。 • 功能：光圈起遮光器的作用。用以调节光 路平衡。
光
圈
光 源
• 红外光源： • 按类型分类，单光源（ABB和SIEMENS)和 双光源. • 按发光体分类，陶瓷光源（ABB)，合金丝 光源。激光光源（成本高，寿命短）。 • ABB光源是陶瓷光源，抛物面反射体，寿 命长，密封隔爆。 • 为增加寿命，内部填充特殊气体。
微流量检测器
• Siemens采用这一技术。
三明制的层状设计 1mm2 米面积内分布24根热丝 最小的交变流量 不使用膜式传感器 -