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二氧化碳分析仪原理

2020.8.03
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maxiaotu

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二氧化碳检测基本原理

各种气体都会吸收光。不同的气体吸收不同波长的光,比如CO2就对红外线(波长为4.26m)Z敏感。二氧化碳检测仪通常是把被测气体吸入一个测量室,测量室的一端安装有光源而另一端装有滤光镜和探测器.滤光镜的作用是只容许某一特定波长的光线通过.探测器则测量通过测量室的光通量.探测器所接收到的光通量取决于环境中被测气体的浓度。这就是二氧化碳光学测量方法中的一种即非发散性红外线测量,这也是主流二氧化碳分析仪所依据的检测原理。

三种红外检测原理

基于非发散性红外线气体检测原理的测量方法主要有3种:单光束单波长测量、双光束双波长测量和单光束双波长测量。

1、单光束单波长

单光束单波长测量,顾名思义,这种CO2传感器测量仪器只能提供单一波长的光线.在上述3种测量方法中它的性能Z差,其稳定性极易受到诸如灯泡老化、灰尘污染及光线发射特性变化等因素的影响.目前在市场上销售的许多种单束单波,长测量仪器的稳定性都不很理想此外,温度的变化也会影响其稳定性.但这种仪器的优点是构造简单机械性能可靠且价格低廉。

2、双光束双波长

双光束双波长测,这种可燃气体检测仪器备有两个光渡通道,一个探测器及两个滤光镜,与前一种仪器比较,其精度和稳定性都有所提高,但相应的它的价格也较高.此外为提高其工作温度范围,两个探测器必须完全匹配.在实际应用中,两个光波通道受到的灰尘污染程度,同样也会给这类测量仪器带来因非对称污染而精度不准确的难题。

红外线气体分析仪,是利用红外线进行气体分析。它基于待分析组分的浓度不同,吸收的辐射能不同.剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同,动片薄膜两边所受的压力不同,从而产生一个电容检测器的电信号。这样,就可间接测量出待分析组分的浓度。

比尔定律

红外二氧化碳分析仪是根据比尔定律制成的。假定被测气体为一个无限薄的平面.强度为k的红外线垂直穿透它,则能量衰减的量为:i=i0e-kcl(比尔定律)

式中:i--被介质吸收的辐射强度;

i0--红外线通过介质前的辐射强度;

k--待分析组分对辐射波段的吸收系数;

c--待分析组分的气体浓度;

l--气室长度(赦测气体层的厚度)

对于一台制造好了的红外线气体分析仪,其测量组分已定,即待分析组分对辐射波段的吸收系数k一定;红外光源已定,即红外线通过介质前的辐射强度i0一定;气室长度l一定。从比尔定律可以看出:通过测量辐射能量的衰减i,就可确定待分析组分的浓度c了。


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