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大气监测

LGH-230型一氧化碳(CO)分析仪
来源:未知 发布时间:2014-11-13 20:46 点击:
分析仪工作的节本原理是Beer定律。他阐明了经过一定距离,特定波长的光被特定气体分子吸收的强度。三个参数的数学关系式如下:
I= I0e-ALC
其中:
I0—没有被吸收之前的光强。
I—被吸收之后的光强。
L—吸收过程中光通过的距离。
C—吸收性气体浓度。(在LGH-230中指CO浓度)。
A—吸收系数,表示CO对特定波长的吸收能力。


测量基础

在最基本的条件下,它使用一个高能热元件产生一束强度已知带宽的红外线(在仪器校正过程中被测量。光束从直接通入充满样品气体的多通道测试室。样品室利用每端(两端)的镜子把红外线向前或后反射通过样气,产生14米的吸收路径,见下图所示。选择这个长度给分析仪提供了针对 CO 密度变化的最大的灵敏性)



从样品室出来之后光束通过一个(透过波长为4.7微米的单色光滤波器)只允许一种波长4.7微米的光线通过的带通滤波器。最后光束轰击实心光电检测器,将光信号调制成代表光束强度已经削弱成电压信号。

相关气体过滤器(GFC轮):

由于有好几种气体吸收4.7微米的光波。其中有比一氧化碳更常见的两种气体,水蒸气和二氧化碳。为削除这些和其他气体影响带来的干扰,仪器在红外光路上添加了一个叫气体过滤对比轮的器件。




GFC轮里面是两个空腔的金属轮。两腔的两边都用对4.7微米的红外透明材料密封,形成两个密封空腔。每个空腔都装满了特殊组成的气体。一个装纯N2(测量腔),另一个装满氮气和高浓度的一氧化碳混合气(参考腔)。
当GFC轮转动时,红外光轮流通过轮中的两个空腔。当光束照射参考腔时,气体过滤轮中的一氧化碳会剔除大部分波长4.7微米红外光。当光束照射测量腔时,过滤器中的氮气轮不吸收红外光。结果是轰击光电检测器的红外光强产生波动,检测器的输出信号类似于方波。
LGH-230型分析仪通过计算测量脉冲(CO MEAS)和参考脉冲(CO REF)的比值来确定样品室中的一氧化碳含量。




如果样品室无吸收波长 4.7  微米红外光的气体存在,则参考腔的混合气体中高浓度一氧化碳将削弱 IR 束 20% 的强度,输出的M/R 比值为1.2:1。
往样品腔中加入一氧化碳,会引起两腔体相应的峰值进一步被削弱。由于通过测量室的光强较大,因此这份额外的削弱影响更大些。结果测量室中存在一氧化碳时测试腔脉冲 峰值(CO   MEAS )会比参考室脉冲值更灵敏些,于是二者的比值(M/R)随着测试腔中一氧化碳浓度的增高更加接近于 1:1。

一旦算出这个比值(M/R),根据插值法用一个表来线性化仪器的响应。这个线性化的浓度值和斜率、偏移的校正合在一起就可以得出规范了采样压力下的变化一氧化碳的浓度.
如果一种干扰气体,如二氧化碳或水蒸气引入了测试腔,参考腔和测量腔中 IR 束的频谱会有同样的变化,但是测量腔脉冲峰值和参考腔脉冲峰值的比值不会发生变化。结果峰值间的比值仍然一样。从而峰值高度的差值和比值 M/R 只由一氧化碳决定而与干扰气体无关。这样,气体过滤对比法去除了干扰气体的影响,使分析仪只对一氧化碳的浓度产生反应。
为改善 IR 光检测器的信噪比性能,GFC 轮与一个光学罩子连接在一起以测量/参考信号频率的六倍分割 IR 束成交替的亮、暗脉冲。
这样就限制了检测带宽,有助于抗带宽外的干扰信号改善信噪比。


通用特性:

液晶显示屏触摸界面
单片机控制的多功能性
软件可进行多任务操作,便于测试和操作期间查看其它变量
连续自动的自我检查和报警功能
远程操作的双向 USB、 RS-232 和 10/100base-t 以太网端口(可选 RS-485)
前面板设有USB端口提供外围设备连接及软件下载
数字显示仪器的工作状态
自动信号滤波优化了响应时间
CO测量有特殊的气体过滤盘(GFC),气体过滤盘能保证使用5年不泄露。
温度和压力补偿
全面的内部数据记录和可编程的平均统计时间
APICOM软件使用的同时能进行远程操控

技术指标

项目名称 指标
量程 可选任一满量程范围:(0-1)ppm到(0-1000)ppm
零点噪声 < 0.02ppm
量程噪声 在5ppm以上,< 0.5%
最低检测限 < 0.04ppm
零点漂移(24h) < 0.1ppm
量程漂移(24h) < 0.5%
响应时间 < 60s
线性度 优于1%满量程
精密度 < 0.5%或< 0.2ppm
采样流量 800cm3/min±10%
工作电压 AC(100-120)V, AC(220-240)V, 50/60HZ
工作环境温度 5℃-40℃
模拟输出范围 10V,5V,1V,0.1V(可选),4-20mA隔离式输出
误差小于所有量程的±5%。
模拟输出分辨率 所有满量程电压的4096分之一
标准I/O 1个以太网:10/100Base-T
2 个rs-232(300 - 115200波特)
2 个USB设备端口
8个光电隔离的状态输出
6个光电隔离的控制输入(2个已定义的,4个备用)   
4个用户可配置的模拟输出
可选I/O 1 个USB串口的
1 个RS485
8个模拟输入(0-10V,12位)
4个数字报警输出(2光电隔离和2干接点)
多分RS232
3 个4-20mA电流输出
环境温度 5-40℃
环境湿度 0-95%RH,不结露
尺寸 7" x 17" x 23.5" (178 mm x 432 mm x 597 mm)
重量 18.1kg
 
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