C600紅外線氣體分析儀器使用說明

1、1)2)3)4)5)6)7)(8)9)10)11)12)分析儀器簡介1， 應(yīng)用領(lǐng)域C600 紅外線氣體分析儀可以用于連續(xù)測量CO、CO2、CH4、SO2、NO 等氣體濃度，可同時測量其中的一個或多個氣體成分。 C600 紅外線氣體分析儀是一種多通道、多組份分析 儀。儀器采用了世界先進的紅外氣體檢測技術(shù)。具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、選擇性和高靈敏度， 可以廣泛用于鍋爐、電廠煙道氣、化工流程、石化工業(yè)、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，也可以用于實驗 室分析。 2， 儀器的特點可連續(xù)測量 SO2、C2H4、 C3H8等氣體濃度。可同時分析多個組份。多路 4-20mA 模擬輸出及繼電器接點輸出。輸出接線見附圖 自動標(biāo)定、故障自

2、診斷、數(shù)字通訊功能 精度高、穩(wěn)定性好 菜單式操作，全中文液晶顯示 ppm 和 mg/m3 極短的預(yù)熱時間 5 分鐘 儀器操作簡單、快速設(shè)定和運行方便使用空氣自動儀器標(biāo)定零點(<5 % CO2必須用N2標(biāo)定零點>)儀器量程標(biāo)定的時間間隔時間：根據(jù)環(huán)境條件每 6-12 個月作一次校準(zhǔn)。 儀器控陣性能好，可車載使用。3 工作原理C600 分析儀使用了兩種不同的測量原理。( 1) 紅外線氣體分析儀測量原理 這種原理基于不分光紅外線吸收原理。利用一定的波長的紅外光吸收。人們一直都知道： 很多材料能吸收紅外輻射(由于分子內(nèi)振動) 對任何一種材料， 它的 吸收能力隨波長(它的吸收光譜)變化而變化

3、，不同材料有不同的吸收光譜， 紅外氣體 傳感器運作的基本原理是依靠對以上事實的發(fā)現(xiàn)。 表 1 中顯示了典型的紅外光譜， 包括一 氧化碳、丙烷、己烷和二氧化碳。-00- 40旦Fig.1 Absorption Spectra100ppm metres6 5 4 3 2 10 / - - I I I 一 ooooooor<CO Prop 前e n-Hexane CO2表1:吸收光譜設(shè)計原理所有紅外氣體傳感器都有基本的組成部分：一個紅外源（即白熾燈），探頭（如熱電池，煙火探頭），選擇適當(dāng)波長的方法（如光帶通過干擾過濾器）和樣本元件。輻射從輻射源通過 樣本元件和波長選擇器。 波長選擇對傳感器的相

4、對選擇性有相當(dāng)大的影響。未被樣本吸收的輻射被探頭測出，對樣本中目標(biāo)氣體的濃度值提供測量的結(jié)果。樣本中的另一個探頭 （或渠道）被設(shè)置成另一種波長，不會被樣本中任何可能出現(xiàn)的波長稀釋，這通常被用來提供參考測量值。另一個增強紅外傳感器表現(xiàn)的元件是溫度傳感器。所有這些元件必須有溫度附件來進行補 償，以提供準(zhǔn)確的氣體濃度值。溫度傳感器（通常是熱敏電阻）應(yīng)放在探頭內(nèi)或非常接近探頭的地方。紅外傳感器能在紅外源和探頭之間， 為目標(biāo)氣體分子的測量提供有效的測量值。因而，輸出信號不僅隨氣體濃度變化，而且受氣壓影響也會變化，即他們是部份壓力設(shè)備。為保證測量 的高精確性，必需提供氣壓補償。這就說明了具有更長的光學(xué)路徑

5、的傳感器 （輻射距離從輻 射源到探頭）有更高的靈敏性，需要更低的力學(xué)范圍但增加的決議。如果目標(biāo)氣體是一種氣體，固定光路設(shè)備又處于在恒定氣壓下，則輸出信號（及信號/聲音比率）會隨著氣體濃度增加成類似于指數(shù)衰變的趨勢，即紅外傳感器是固定地非線性傳感器。測量的準(zhǔn)確性隨著氣體濃度的增加降低。上述對個組件的說明是非常典型的紅外傳感器，但在任何一個實用系統(tǒng)中都需要有支持電子。更常用的探測技術(shù)是使用放大設(shè)備來放大探頭輸出的極小的模擬信號，被放大的輸出信號在被模擬過濾后能提高測量的準(zhǔn)確性。紅外源還需要有一條電路，它通常通過波動來調(diào)節(jié)紅外源的輸出（可能以前的設(shè)計是使用固定照明和機械錘）。這使得射線散發(fā)強度呈周期

6、性變化，并使得同步監(jiān)測技術(shù)的使用成為可 能。為進行溫度和氣壓補償，通常會在一臺微處理器里使用計算機系統(tǒng)。這首先要求將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后補償?shù)臄?shù)據(jù)會以某種形式傳送給用戶。圖2是一個典型的雙渠道紅外傳感器概要圖，及其獨立的支持電子系統(tǒng)。Sensing filterTo userFigure 2: Block schematic of high accuracy 2 cha nnel in frared gas sen sor微小型紅外原理氣體傳感器（非防爆）IR3XXX特征：按需配置，IR31BC測CO, IR32BC、IR33BC測碳氫化合物，和 IR34BC測乙炔%LEL和體積比測量

7、適合用于有氣體擴散隔膜，顆粒過濾器，防火焰和防爆封裝擴散型氣體采樣低功耗自修正快速響應(yīng)耐惡劣環(huán)境的外型設(shè)計補充催化燃燒和電化學(xué)傳感器的不足。說明：該紅外傳感器系列采用非色散紅外原理來探測和監(jiān)測氣體的，這種不中毒的傳感技術(shù)測量目標(biāo)氣體具有唯一、良好的高分辨吸收信號，常被用來鑒別目標(biāo)氣體的存在和高精確的測量。使用適當(dāng)?shù)募t外源，可以通過氣體對于光吸收的分析來測量目標(biāo)氣體的濃度。優(yōu)點：可靠且維護成本低自動防故障工作一體化結(jié)構(gòu)IR3XXX系列是用于探測和監(jiān)測CO、碳氫化合物和乙炔的，工作的濕度范圍是0到100%RH，環(huán)境溫度-10到+50 C。適用于對于紅外傳感器尺寸有限制的工業(yè)安全場合，堅 固的316

8、S11不銹鋼結(jié)構(gòu)可抵抗大多數(shù)弱酸，長期暴露在硫化氫下無損害。傳感器應(yīng)該封裝 在擴散型顆粒過濾器之后，并且在防爆/防火層的內(nèi)部或適當(dāng)?shù)幕鹧娣乐寡b置后。使用方法外界氣體通過傳感器的一個底端顆粒型過濾器擴散到光學(xué)室內(nèi)， 器提供輸出信號，它隨其表面熱能的變化而改變。長壽命的鎢絲 燈作為紅外熱源供給探測器，燈的電源電壓必須是脈沖信號（如圖 為4HZ 50%的占空比。 對光源的調(diào)制，背景干擾因素也可以降低和消除。探測器信號包含 對于直流偏移電壓的多階響應(yīng)。使用兩個紅外探測器，測量用探測器內(nèi)置過濾器，對于特殊氣體較強的基本吸收譜段是透明的。這樣允許用短的光通道，而且能夠保持滿意的分辨率，使得傳感器結(jié)構(gòu)緊湊。

9、測量用探測器輸出的峰-峰振幅波動會隨光輻射通過氣體的削弱而減小，參考探測器使用不同的 過濾器，對此變化不敏感。 通過兩個探測器信號峰峰值的比值，用戶能夠辨別因環(huán)境和物質(zhì)改變而使對應(yīng)目標(biāo)氣體的輸出信號的減小。比例吸收系數(shù)Fa由下面的關(guān)系式定義：Fa = 1-S1/（R.S2）其中：S1和S2分別為測量和參考探測器的輸出峰峰值R= S1' /S2' S1'和S2'分別定義為標(biāo)定時在沒有氣體，或者濃度為100%的N2氣體環(huán)境下的S1和S2的值 更為詳細的有關(guān)傳感器和信號處理，以及推薦電路可以參考內(nèi)部的鉭酸鋰熱電探測1）,最佳脈沖信號頻率e2v的紅外傳感器應(yīng)用手冊總之：

10、氣體分子對紅外線的選擇性吸收是紅外氣體分析儀的設(shè)計基礎(chǔ)。CO SQ等極性分子具有永久電偶極矩，因而具有振動、轉(zhuǎn)動等結(jié)構(gòu)。按量子力學(xué)分成分裂的能級，可與入射的特征波長紅外輻射耦合產(chǎn)生吸收，不同的極性分子由不同的光譜吸收帶，例如，CO的吸收峰在4.65卩m處，SO2的吸收峰在7.35卩m處.朗伯一比爾定律反應(yīng) 了此吸收規(guī)律。I= 10ekcdI 0紅外輻射的初始能量；紅外輻射被氣體吸收后的能量 與氣體及輻射波長有關(guān)的常數(shù) 被測氣體濃度輻射通過氣體層的厚度。式中:Ikcd測量經(jīng)吸收后紅外光的強度便能計算出相應(yīng)氣體的濃度,這便是紅外氣體分析的理論根據(jù)。用利用固態(tài)紅外傳感器結(jié)合非色散紅外原理來測量某一氣

11、體濃度的方法（型）有以下幾個優(yōu)點：1、 相對于氣體或電化學(xué)傳感器的1-3年的使用壽命，CDIR方法使用壽命長（10年以上）。2、檢測范圍寬廣，從 0-100%。電化學(xué)只能檢測到 5%。3、傳感器與被檢測的氣體沒有接觸，不純在中毒的問題，適合檢測帶有腐蝕性的氣體。4、 檢測速度快，該方法能實時給出檢測數(shù)據(jù)，沒有延遲時間（僅取決于計算機的運算速度）: 而其他傳感器至少有 30秒的延遲時間。5、一般國內(nèi)生產(chǎn)一氧化碳氣體檢測設(shè)備的廠家所宣傳的紅外檢測法CDIR固定分光（NDIR ）是利用一種光聲式氣動檢測器，遵循氣體濃度變化轉(zhuǎn)為紅外能量再轉(zhuǎn)化為氣體體積變化最后轉(zhuǎn)化為電量變化的原理，由于該循環(huán)中涉及氣體

12、體積參數(shù)， 該方法的核心問題就是檢測器的密封性， 即使有 微漏也會導(dǎo)致檢測器失效， 各廠家的NDIR檢測器目前只能使用進口器件。 而CDIR則不存 在檢測器漏氣問題。11i1紅外光源 2反射體 3 8毛細管 9為流量傳感器同步馬達4切光器 5樣氣室 6前吸收室7后吸收室紅外光束通過過濾光片、樣氣到達檢測器， 的切光器，將紅外光束變成交替的脈沖光源， 信號。檢測部分是由前后兩個吸收室組成。邊緣部分則背后吸收室吸收。前后吸收室的吸收大致相同。 個微流量傳感器相連。在樣氣池與紅外光源之間有一個由同步馬達帶動 如果樣氣池中有吸收，由微量傳感器產(chǎn)生脈沖 吸收帶中心部分在檢測器前吸收室首先吸收，而前吸收室

13、和后吸收室之間通過一(2) 氧濃度值測量原理氧傳感器是根據(jù)燃料電池的原理工作的。氧在陰極和電解液分界層發(fā)生變化，氧濃度值 跟兩電極間產(chǎn)生電流成正比。4 主要技術(shù)數(shù)據(jù)4.1 測量范圍4.2 每種被測組份可設(shè) 2 個量程，量程手動切換或自動切換可選，最大量程比4.3 預(yù)熱時間4.4 重復(fù)性4.51：104.65 分鐘< 1%< 1% FS20 秒4.74.84.94.104.114.12線性誤差相應(yīng)時間穩(wěn)定性零點漂移W 1% FS/周期量程漂移W 1% FS/周期大氣壓力每變化W 1% （允許的大氣壓力范圍）W 2% 模擬輸出 4 20mA DC 氣體流量 1.2 1 .5L/min使

14、用環(huán)境溫度+5-+45 C相對濕度V 90%RH大氣壓力 700 1200mbar電源 AC220V±10% 50±0.5Hz 150VA外形尺寸 483mm X 177mm< 315mm 重量 10KG4.134.145，儀器構(gòu)造5.2 儀器的外形結(jié)構(gòu) 儀器前面板圖 屏幕顯示 流量計PUMf泵開關(guān) CAL零點標(biāo)定ESC返回到前一狀態(tài)f “減少”或“向下翻頁”功能編號 J “增加”或“向上翻頁”功能編號 7設(shè)定數(shù)字的下一位選擇 OK確認按鈕見附圖 11.2.3.4.5.6.7.8.9.儀器面板圖見附圖 1儀器后面板圖示見附圖 2SO20-500ppm 至 0-20%C

15、H40-500ppm 至 0-20%NO0-500ppm 至 0-20%O20-500ppm 至 0-20%CO0-1000ppm 至 0-20%CO20-1000ppm 至 0-20%儀器的安裝1. 開箱檢查把儀器從包裝箱取出前，要檢查包裝箱有無損壞2. 儀器的安裝C600 紅外線氣體分析儀用于流程分析是應(yīng)安裝在盡可能靠近取樣點的位置。以減 少滯后時間。儀器應(yīng)避免安裝在有強烈震動的地方。及避免陽光直射。儀器應(yīng)安裝在環(huán)境清潔、 通風(fēng)良好的地方，其環(huán)境溫度為040C,相對濕度< 90%。本儀器為非防暴型電器設(shè)備，禁止在有爆炸危險的場所使用。 采用盤架安裝本儀器時，將輕輕放入儀表盤開孔柜內(nèi)，

16、由下面安裝板托起，并用只M5的螺釘固定。儀器的啟動說明：儀器在嚴(yán)格按照上一章“儀器安裝”各步驟進行完畢后，方可接通電源，啟動。5分鐘預(yù)熱后儀器進行一次零點校正，運行30分可正常使用。CO2分析儀其量程3%N2）。如用空氣作為零CO2。本儀器是智能儀器，接通電源，鐘再自動進行一次調(diào)零校正，以后處于測量狀態(tài)，的，儀器在預(yù)熱過程中必須先通零點氣，零點氣為惰性氣體（如 點氣需要讓空氣經(jīng)過堿石灰過濾器，以除去空氣中約0.04%的預(yù)熱結(jié)束后一起進入測量。儀器上電后30分鐘自動調(diào)零一次，以后的調(diào)零施加 及周期按主菜單的：自動調(diào)零設(shè) 定“中的設(shè)定進行。菜單操作說明C600紅外氣體分析儀為可選配多組分檢測儀器，

17、根據(jù)不同客戶的要求而定1、上電后進入LOGO界面C6002、5秒后系統(tǒng)進入預(yù)熱調(diào)整階段這段時間有100秒CEMSVer-No1.0紅外分析儀正在預(yù)熱剩余時間 66秒4PUMP ON*SIEMENS*3、預(yù)熱結(jié)束后儀器進入測量狀態(tài)當(dāng)組分為二氧化硫時CEMSVer-No1.0SO2：0.0000 %1 1-* PUMP ON* SIEMENS *當(dāng)為二氧化硫和氧氣時CEMSVer-No1.0SO2:0.0000 %1 1O2 :0.0000 %1II-4 PUMP ON* SIEMENS *根據(jù)實際需要，按“ 若要手動調(diào)零時按“ 點（即零點調(diào)整）， inlet ”通氮氣在按“當(dāng)為多組分時：CEMS

18、Ver-No1.0CO:SO2:0.0000 %0.0000 %O2 :NOX:0.0000 %0.0000 %-4 PUMP ON* SIEMENS * ”鍵來控制泵的開和關(guān)。鍵來控制，手動調(diào)零時儀器由“空氣入口”抽進空氣標(biāo)定零時間為1分鐘（可在菜單中設(shè)定）。（一氧化碳儀器量程0 3%，請先由“14、菜單操作說明4”鍵）（按“上下”鍵可移動光標(biāo)，按“確認”鍵可進入所選功能CEMSVer-No1.0 1.氣體參數(shù)2 .輸出參數(shù)3 .系統(tǒng)參數(shù)4 .通訊參數(shù)* PUMP ON* SIEMENS *5、當(dāng)光標(biāo)在“氣體參數(shù)”，再按“確認”鍵時,CEMSVer-No1.0耳1 .二氧化硫2 .氧氣3 .

19、一氧化碳4 .氮氧化物4 PUMP ON* SIEMENS *6、上下移動光標(biāo)如光標(biāo)指向二氧化硫（點擊確定）CEMSVer-No1.0斗1.零點校正2 標(biāo)氣校正3 電壓參數(shù)4 PUMP ON* SIEMENS *7、零點校正界面CEMSVer-No1.0二氧化硫：3668參比值 ：2066正在調(diào)整。o o。> PUMP ON* SIEMENS *根據(jù)實際需要，按“ 亠”鍵來控制泵的開和關(guān)。根據(jù)設(shè)定的吹掃時間，完成后自動返回氣體“校正菜單”。7、氣體校正界面，通過點擊左右鍵來選擇位，上下鍵更改數(shù)據(jù)CEMSVer-No1.0標(biāo)準(zhǔn)氣體值：0 0.0 0 %通入標(biāo)氣后，按確認鍵進入標(biāo)定* PUM

20、P ON* SIEMENS *8、點擊"確認”后進入氣體標(biāo)定界面CEMS正在調(diào)整。Ver-No1.0標(biāo)氣值：00.00 %實測值：00.00 %* SIEMENS * PUMP ON標(biāo)定之后自動返回測量主界面。9、電壓參數(shù)界面： 視為調(diào)試用參數(shù)CEMSVer-No1.0二氧化硫：3668參比值 :2066比值：0.0000 %-* PUMP ON*SIEMENS *注：其他三組分與一氧化碳操作類似。11、輸出界面:CEMSVer-No1.0斗1.模擬量設(shè)定2.報警值設(shè)定比值* PUMP ON* SIEMENS *12、模擬量輸出界面:CEMS Ver-No1.0斗1. 1號模擬量輸出

21、調(diào)整2. 2號模擬量輸出調(diào)整3. 3號模擬量輸出調(diào)整* PUMP OFF4. 4號模擬量輸出調(diào)整SIEMENS *13、1號模擬量輸出調(diào)整CEMSVer-No1 0斗模擬量輸出低點379模擬量輸出高點1890* PUMP OFF* SIEMENS *點擊確認，有光標(biāo)后可調(diào)整CEMSVer-No1.0耳模擬量輸出低點379模擬量輸出高點1890> PUMP OFF* SIEMENS *確認后光標(biāo)消失，數(shù)據(jù)已存儲 注：其他三組模擬量調(diào)整與此類似。14、報警值設(shè)定界面:Ver-No1.0CEMS斗1 1號報警值調(diào)整2. 2號報警值調(diào)整3. 3號報警值調(diào)整4. 4號報警值調(diào)整> PUMP

22、OFF* SIEMENS *15、1號報警值調(diào)整CEMSVer-No1.0報警值低點：02.00 %報警值高點：03.00 %4 PUMP OFF* SIEMENS *點擊確定進入修改狀態(tài) 左右移動光標(biāo)，上下鍵修改定值點擊確認保存CEMSVer-No1.0耳報警值低點：02.00 %報警值高點：03.00 %4 PUMP OFF* SIEMENS *16、系統(tǒng)參數(shù):6、17、單位參數(shù)CEMSVer-No1.0耳1、單位參數(shù)2、量程參數(shù)3、自動調(diào)整* PUMP OFF* SIEMENS *確定可調(diào)整單位,CEMSVer-No1.0 1號單位：%2號單位：%3號單位：%4號單位：%* PUMP O

23、FF* SIEMENS *CEMSVer-No1.0科1號單位：%2號單位：%3號單位：%4號單位：%* PUMP OFF* SIEMENS *上下鍵調(diào)整單位,18、量程參數(shù)確認后可保存CEMSVer-No1.0耳1號量程：03.00 %2號量程：21.00 %3號量程：02.00 %4號量程：00.20 %* PUMP OFF* SIEMENS *確定可調(diào)整:CEMSVer-No1.0禪1號量程：03.00 %2號量程：21.00 %3號量程：02.00 %調(diào)整完之后，可確認保存。19、自動調(diào)整CEMSVer-No1.0哺調(diào)零周期：6 H吹掃時間：100 S* PUMP OFF* SIEMENS *點擊確認進入修改界面CEMSVer-No1.0斗調(diào)零周期：6 H吹掃時間：100 S* PUMP OFF* SIEMENS *點擊“上下”鍵可選擇所要更改的參數(shù)，更改后點擊“確認”可對參數(shù)進行保存。 注明：二氧