红外线气体分析仪测量原理、误差分析及故障处(6)

发布时间:2021-06-06

块化多组分分析仪可以同时测量多种气体组分,因此可以通过计算来消除不同组分之间的干扰测量。西克麦哈克公司的S700型分析仪就具有这种自动校正功能。典型的例子是:测量SO2和NO的红外分析模块增加了H2O的测量功能,用H2O的测量值对SO2、NO的测量值进行动态校正。测量H2的热导模块,可同时测量CO2,用CO2的测量值对H2的测量值进行动态校正。

2、样品处理过程可能造成的测量误差

红外线分析仪的预处理系统承担着除尘、除水和温度、压力、流量调节等任务,处理后应使样品满足仪表长期稳定运行的要求,样品的温度、压力、流量恒定。

当样气中含水量较大时,主要危害有以下几点:

(1)样气中存在水分会吸收红外辐射,从而给测量造成干扰。

(2)当水分冷凝在晶片上时,会产生较大的测量误差。

(3)水分存在会增强样气中腐蚀性组分的腐蚀作用。

(4)样气除水后可能造成样气的组分发生变化。

高含水的气样温度降至室温、过饱和的水析出后,各组分的浓度均会发生变化。若气样中有一些易溶于水的组分,这些组分被水部分溶解,会使个组分的浓度变化更大。

工艺要求检测的浓度指标一般是指不含水分的“干气”中的含量,而经过预处理后的气样中水分不可能完全除掉,仍将占有一定的比例。随着预处理运行状况的变化,环境温度、压力的变化,气样中水含量亦随之变化,一些极性较强的组分如CO2、SO2、NO等,随着水温、气样压力及水气接触时间长短的不同而有不同的溶解度。

为了降低样气含水的危害,在样气进入仪器之前应先通过冷却器降温除水(最好降至5℃以下),降低其露点,然后伴热保温,使其温度升高至40 ℃左右,送到分析仪进行分析。由于红外线分析仪恒温在50 ℃ ~60 ℃下工作,远高于样气的露点温度,样气中的水分就不会冷凝析出了。

注意:不可采用水洗的办法对高温高含水样品加以处理,因为水洗时样气中易溶组分与水充分接触,会加大其溶解度,洗涤水中的溶解氧也会析出,从而导致样品组成的更大变化。 有时也采用干燥剂(如硅胶、分子筛、氯化钙或五氧化二磷)对低湿样品进行处理,但应慎重,因为干燥剂往往同时吸附其他组分,吸附量又易收环境温度压力变化的影响,弄不好反而会增大附加误差。

3、电源频率变化造成的误差

不同型号的红外线分析仪切光频率是不一样的,它们都是通过同步电机经齿轮减速后带动切光片转动。一旦电源频率发生变化,同步电机带动的切光片转动频率也发生变化,切光频率降低时,红外辐射光传到检测器后有利于光能的吸收,有利于提高仪表的灵敏度,但响应时间减慢。切光频率增高时,响应时间增快,但仪器的灵敏度下降。仪表在运行时,一旦供电频率变化超过仪表规定的范围,灵敏度将发生较大的变化,使仪表输出示值偏离正常示值。所以红外线分析仪供电电源要求频率稳定,波动不能超过±0.5HZ。

4、不正确接地造成的影响

现在的仪表内部通常都不止一个电源,而且有些电源还是相互隔离的,其电源回线即地线根据工作性质不同区分为模拟地、数字地、信号地、保护地等,多种电源及其地线交织在一起,处理不好会引起仪表的测量误差,甚至无法测量。所以仪表或系统的正确、良好接地很重要。

5、环境温度和大气压力变化造成的影响

红外线分析仪检测过程需在恒定的温度下进行。环境温度发生变化将直接影响红外光源的稳定,影响红外辐射的强度,影响测量气室连续流动的气样密度,还将直接影响检测器的正常工作(检测器的输出阻抗下降)。

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