微流量红外气体分析器

　　微流量红外气体分析器的原理结构如图。

　　1－毛细管气流通道，2－第二层接收气室，3－微流量传感器，4－测量气室，

　　5－切光片，6－切光片马达，7－红外光源，8－反射镜，9－光学窗口，

　　10－可调滑片，11－第一层接收气室，12－第三层接收气室

　　红外光源7被加热到600℃时发射出红外线，由切光片5调制成频率为25/3Hz的间断光束，经测量气室4进入检测器的接收气室。

　　接收气室由填充了待测组分的多层串联气室组成，第一层吸收红外辐射波带中间位置的能量，第二层吸收边界能量，二者之间通过微流量传感器3连接在一起。当切光片处于“接通”位置时，第一层接收气室11填充的待测组分吸收红外辐射能量后，受热膨胀，压力增大，气流经毛细管通道流向第二层接收气室2；当切光片处于“遮断”位置时，第一层气室填充气体冷却收缩，压力减小，第二层气室的气流经毛细管通道反向流回第一层气室。切光片交替通断，气流往返流经微流量传感器，便在检测器电桥两端产生了交流信号，信号幅度大小与流经传感器的气体流量成正比，而与待测组分的浓度成反比。

　　微流量传感器中有两个被加热到大约120℃的镍格栅，这两个镍格栅电阻和两个辅助电阻形成惠斯通电桥。脉冲气流反复流经微流量传感器，导致镍格栅电阻阻值发生变化。

　　接收气室采用串联型结构是为了消除干扰组分对测量结果的影响。在接收气室中，除填充待测组分外，还根据被测气体的组成填充一定比例的干扰组分。干扰组分在第一、二两层气室中对红外辐射的吸收，产生的压力作用方向相反，相互抵消。在ULTRAMAT23产品中，还设有第三层接收气室12，其功能是延长二层气室的光程长度，吸收红外辐射边缘能量，并可通过滑片调整三层气室的透光孔径大小，改变红外吸收，最大限度地减少某个干扰组分的影响，作用相当于一个可调光锥。

　　（1）双光路的微流量红外气体分析器稳定性好，可以在线使用。

　　（2）灵敏度高，可以分析微量气体。

　　（3）检测器结构简单，成本低廉。

　　（4）检测器可以串联使用，适合同时分析多种组分。

　　（5）检测器不怕振动，振动对仪器测量无影响。

　　（1）武汉四方光电子有限公司的微流量红外气体分析器Gasboard-3000型（新产品），检测器为该公司自主研发，可以实现多组分测量。

　　（2）西门子公司的ULTRAMAT6型红外气体分析器，双光路结构，适合在线使用；ULTRAMAT23型红外气体分析器，单光路结构，检测器可以串联，实现多组分测量。

　　（3）富士电机的ZRE型微流量红外气体分析器；横河电机的IR100型和IR200型微流量红外气体分析器。

　　（4）Rosemount的X-Stream通用型气体分析器X2GP。

　　（5）德国BUHLER公司，北京雪迪龙公司和成都倍诚公司也生产微流量红外气体分析器，微流量检测器采用西门子产品。