红外仪器原理培训

1、（非分光式）红外线气体分析器v基本原理v三大部件vPA200-GXH传感器电路vPA200-GXH(II)+O2v部件常识v产品v仪器指标v故障及处理1原理依据v红外光可见光紫外光红外光波长0.38m0.78m0.78m300m2.5m25m近红外中红外远红外2m12ml不可见(看到的红光是附带的可见光部分)l热作用明显2郎伯-比尔定律 光源待测气体光强检测器3气体特征吸收光谱多元素分子CO（4.6m）CO2 （ 4.36m）CH4（3.3m，7.2m）单元素分子N2、H2、Ar(不吸收红外光)4仪器基本原理v简化结构薄膜电容式S=4Ckd光源光源气室气室接收器接收器BN2。BA B CA B

2、 CA C参比边待测气体B测量边A B CB气体红外光气体浓度光强变化气压差薄膜距离变化电容大小变化平行极板电容公式d5三大部件 PA200-GXH(T)6PA200-GXH7符号符号名称（或功能）名称（或功能）符号符号名称（或功能）名称（或功能）ST1红外辐射源E1.1接收器的测量边前室ST2反光镜E1.2接收器的测量边后室ST3切光马达E2.1接收器的参比边前室ST4切光片E2.2接收器的参比边后室ST5遮光板E3半透半反窗（光学镜片）ST9光电偶合器E4薄膜电容器的金属薄膜（动极）M气室E5薄膜电容器的定极M1气室的测量边GQ直流电压源M2气室的参比边R电阻E接收器G1显示器EK管道HA

3、E信号处理电路8光源1微调相位调节粗调12.5Hz80ms光耦电容9气室1参比边(N2)测量边加热电阻10接收器1热敏电阻温度保护器加热电阻前后室结构，有助于减小干扰误差11电路结构1v前置放大器定极薄膜CRVDC交流50mV直流31V三级放大电路场效应管1三级管2稳压二极管25或50倍放大选择跳帽12拨码开关1信号电路框图前置放大器电阻分压检波电路调相电路光耦+三极管DCDC 200mV1000mV隔直放大带通滤波反相放大跟随器半波整流拨码开关2低通滤波调零电路加法器&可调放大控制单元（A/D转换）可换电阻电位器电位器直流直流50mV15V1V显示屏PPm键盘电位器AMN31V跳帽电

4、位器13中心频率（带通滤波）频率电压12.5Hz14零点、量程及档位调节低通滤波调零电路加法器+拨码开关2AMN直流电压P直流信号S可调放大k0kS+P=Vout（）Vout15 相位调节过程 16200mV1000mVY=kX+b0ppm3000ppm浓度电压Y=k2X+b2Y=k1X+b1软件计算80%17校准过程18三大部件 PA200-GXH(II)+O219PA200-GXH(II)+O2光源遮光片测量边参比边接收器滤光片光电耦合器切光片反光片20反光片接收器反光片前后v减小某种气体的干扰误差21光源28.33Hz120ms光耦电容接收器22电路结构2传感器A传感器C前置放大器A前置

5、放大器C信号电路A信号电路C调相电路C调相电路A控制单元加热电阻C加热电阻A热敏电阻A23校准过程24BO2000电路结构传感器1传感器2前置放大器1前置放大器1信号电路1信号电路2调相电路2调相电路1控制单元1加热电阻2(串联二极管)加热电阻1(串联二极管)热敏电阻1控制单元2热敏电阻2中央控制单元25部件常识v气室长度(mm)12351050210量程100%8%5%1%8000PPm1000PPm20PPm26部件常识v滤光片CONOSO2窄带滤光片低截止滤光片27部件常识v接收器CO100PPmNO300PPmCO220PPmSO2100PPmCH4100PPmNH3500PPm101

6、102PA200E200EII加氧28产品v停产GXH-101(Uras 3G)GXH-102GXH-103GXH-104ExPA100-GXHPA100-GXH(A)PA200-GXH(W) PA200-GXH(铸铝)PA200-GXH+O2v在制PA200-GXH（铁皮）PA200-GXH（A）PA200-GXH(II)+O2PA300-GXHEx29单位、检验指标v单位PPm（体积百分数）mg/m3（密度）v常见指标气密性接地电阻介电强度零点漂移量程漂移线性误差重复性误差输出波动干扰误差响应时间322.4=mg/mPPmM30故障诊断点v光源切光片旋转遮光片可调灯丝发红光光耦方波信号v气室内部污染v接收器晶片完好无损电极短路v前置放大器168V，31V（PA200E无）v电气单元M、A、N档输出Vout各电源电压各级波形v相敏板输出方波15V（万用表直流档变化）M档输出可调v控制单元查看mV值，诊断电源电压设置，重启31常见故障v控温显示