EL系列分析儀培訓(xùn)教程

會(huì)計(jì)學(xué)1EL系列分析儀培訓(xùn)教程紅外分析儀的原理電子能級(jí)躍遷吸收光譜位于紫外和可見光波段，（200-780）nm.1-20eV分子內(nèi)原子間的震動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷時(shí)吸收光譜位于近紅外和中紅外波段（780nm-25um）。0.05-1eV.紅外吸收光譜也稱為分子震動(dòng)光譜。整個(gè)分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷時(shí)，吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外和微波波段（25-10000）um。0.001-0.05eV第1頁(yè)/共83頁(yè)電磁波頻譜光譜區(qū)域波數(shù)(cm-1)電子激發(fā)電子躍遷分子躍遷分子轉(zhuǎn)動(dòng)106105103102104107101X-射線紫外線紅外線微波14,2854,000400100近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外Absorbance弱強(qiáng)第2頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理分子不同能級(jí)間的躍遷，產(chǎn)生不同的分子吸收或發(fā)射光譜。震動(dòng)能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的電磁波譜處于中紅外光譜區(qū)。當(dāng)特定的波長(zhǎng)的紅外光與分子相遇時(shí)，如果光與分子不發(fā)生相互作用，則光隨即通過(guò)該物質(zhì)，不產(chǎn)生吸收光譜：N2SymmetricalHomonuclearMolecule: dm/dx=0NoIRAbsorptionTransparentl=2-25μm第3頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理如果光與分子以特定的方式發(fā)生相互作用，則物質(zhì)吸收該波長(zhǎng)的光。產(chǎn)生吸收光譜。這時(shí)我們稱之為紅外活性。HCll=3.4μm第4頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理l=4.7μmCO第5頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理將雙原子紅外活性分子看作是震動(dòng)偶極子當(dāng)光子與樣品中的分子相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩種結(jié)果。1，光子的震動(dòng)頻率與分子的震動(dòng)頻率不匹配，此時(shí)分子就不吸收光子的能量，使偶極子的振幅和頻率不變。2，光子的震動(dòng)頻率與分子的震動(dòng)頻率相互匹配，此時(shí)分子就吸收光子的能量，使偶極子的振幅增大頻率不變。第6頁(yè)/共83頁(yè)分子震動(dòng)分子是由原子組成的氫和氧原子水分子第7頁(yè)/共83頁(yè)分子震動(dòng):伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)對(duì)稱振動(dòng)H-O-H不對(duì)稱H-O-H彎曲振動(dòng)H-O-H第8頁(yè)/共83頁(yè)分子振動(dòng)在通常情況下，分子大多處于基態(tài)震動(dòng)，分子吸收紅外光從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜帶稱為基頻吸收帶。由基態(tài)到第二，第三，第四…..激發(fā)態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的吸收譜帶稱為第一，第二，第三……泛頻吸收帶。如果從基態(tài)同時(shí)躍遷到多個(gè)第一激發(fā)態(tài)，所產(chǎn)生的吸收帶稱為組頻吸收帶。第9頁(yè)/共83頁(yè)幾種氣體分子的特征吸收波長(zhǎng)分子式吸收峰波長(zhǎng)UMCO2.374.65CO22.74.2614.5CH43.37.65C2H43.455.3710.5NH310.4NO5.2SO27.3H2O2.02.8第10頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理非分光技術(shù)其測(cè)量是基于在2.5－8UM中紅外光譜區(qū)域特殊氣體的不同原子的分子健間的諧振吸收。被測(cè)量的各種氣體依靠特定的吸收健來(lái)區(qū)分。每一氣體有自己的吸收光譜。即（指紋）。以下氣體無(wú)自己的吸收光譜：?jiǎn)卧臃肿?，如惰性氣體。對(duì)稱氣體，如H2,O2,N2。這些氣體無(wú)法用紅外分析儀測(cè)量。郎伯比爾定律：第11頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的原理A吸收的光能。I0進(jìn)入測(cè)量池的光能。I1離開測(cè)量池的光能。ε(λ)樣品組分的消光系數(shù)。Ρ樣品組分的濃度。L樣品池的長(zhǎng)度。第12頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的分類按紅外光譜的特性分類：1，分光型紅外分析儀（色散型）。優(yōu)點(diǎn)：選擇性好，靈敏度較高。缺點(diǎn)：分光后，光束能量小（limas11,multiwave)。2，非分光型紅外分析儀（非色散型）。靈敏度更高，信/噪比高，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)：吸收峰有重疊。(Uras14,Uras26).按檢測(cè)器分類：1，薄膜電容檢測(cè)器。2，微流量檢測(cè)器。3，半導(dǎo)體檢測(cè)器。第13頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的分類按光學(xué)系統(tǒng)分：?jiǎn)喂饴罚篗ultiwave,Limas11.雙光路：Uras14.Uras26第14頁(yè)/共83頁(yè)紅外分析儀的組成調(diào)制單元。光源。切光片。切光馬達(dá)。氣室。標(biāo)定池。檢測(cè)器。加熱器。壓力傳感器。電源模塊SSI電路板.AMC電路板.第15頁(yè)/共83頁(yè)URAS26分析模塊第16頁(yè)/共83頁(yè)模塊部件-調(diào)節(jié)器第17頁(yè)/共83頁(yè)調(diào)制單元位置：附于主架上。結(jié)構(gòu)：1接受盤，2一個(gè)或兩個(gè)光源，3切光片，4切光片和切光馬達(dá)的連接，5電路板（光源電源接頭，同步馬達(dá)接頭，光柵。），6用以密封光源和調(diào)制單元的O型圈）。功能：計(jì)算機(jī)控制同步馬達(dá)驅(qū)動(dòng)切光片，切光片交替的覆蓋測(cè)量和參比氣室。光線在每一周內(nèi)交替的通過(guò)測(cè)量和參比氣室各兩次。通過(guò)把光調(diào)制，使測(cè)量信號(hào)更加穩(wěn)定。第18頁(yè)/共83頁(yè)模塊部件-馬達(dá)第19頁(yè)/共83頁(yè)Uras26:oldmotor<->newmotor第20頁(yè)/共83頁(yè)光圈位置：光圈和其調(diào)節(jié)螺釘位于氣室和調(diào)制單元之間的主架上。結(jié)構(gòu)：主架上通常安裝有兩個(gè)光圈。調(diào)節(jié)螺釘驅(qū)動(dòng)其水平方向移動(dòng)。功能：光圈起遮光器的作用。用以調(diào)節(jié)光路平衡。第21頁(yè)/共83頁(yè)光圈第22頁(yè)/共83頁(yè)光源紅外光源：按類型分類，單光源（ABB和SIEMENS)和雙光源.按發(fā)光體分類，陶瓷光源（ABB)，合金絲光源。激光光源（成本高，壽命短）。ABB光源是陶瓷光源，拋物面反射體，壽命長(zhǎng)，密封隔爆。為增加壽命，內(nèi)部填充特殊氣體。第23頁(yè)/共83頁(yè)光源測(cè)試：電壓，

電阻，13歐姆。第24頁(yè)/共83頁(yè)光源第25頁(yè)/共83頁(yè)光源第26頁(yè)/共83頁(yè)切光片切光片，把光源的光變成斷續(xù)的光，對(duì)紅外光進(jìn)行調(diào)制，使檢測(cè)器信號(hào)成為交流信號(hào)，便于放大器放大，可以改善檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間特性。兩個(gè)內(nèi)圈用于透過(guò)參比光，兩個(gè)外圈用于透過(guò)測(cè)量光。第27頁(yè)/共83頁(yè)切光片第28頁(yè)/共83頁(yè)切光片第29頁(yè)/共83頁(yè)切光馬達(dá)切光馬達(dá)，頻率7.3Hz.頻率增高，靈敏度降低，原因：在一個(gè)周期內(nèi)，接收到的輻射能減少，另外，氣體的熱量及壓力傳遞跟不上輻射能的變化。第30頁(yè)/共83頁(yè)氣室位置：位于帶有調(diào)制單元的主架和檢測(cè)器或校驗(yàn)單元之間。結(jié)構(gòu)：鋁管,分兩種類型。1化學(xué)拋光，2鍍金。鋁管中間有隔壁沿縱向把它一分為二。兩端用紅外窗口密封。一側(cè)為參比側(cè)（充氮?dú)?，完全密封）。，一?cè)為測(cè)量側(cè)，參比側(cè)充入氮?dú)?。窗口材料（氟化鈣）要求有良好的透射性能，不分光，不反射。要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。不易破裂，不怕潮濕，能經(jīng)受溫度變化。對(duì)介質(zhì)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。第31頁(yè)/共83頁(yè)氣室功能：1理想的光反射，2防腐蝕，3化學(xué)拋光氣室提供較高的信號(hào)穩(wěn)定性，尤其是用于煙氣的測(cè)量，4反射特性在調(diào)光路平衡時(shí)給與糾正。5對(duì)于特殊的應(yīng)用有特殊的氣室。如流動(dòng)參比氣室，帶慮波器的氣室（濾波氣室充有干擾氣體）。。第32頁(yè)/共83頁(yè)氣室清理：拆下氣室，對(duì)著陽(yáng)光觀察參比和測(cè)量側(cè)，比較兩側(cè)光潔度是否接近，如果污染較嚴(yán)重，需要清洗，一般用蒸餾水，酒精，丙酮等清洗。癥狀：偏移量太高。漂移較大。靈敏度降低。第33頁(yè)/共83頁(yè)氣室第34頁(yè)/共83頁(yè)氣室

第35頁(yè)/共83頁(yè)氣室第36頁(yè)/共83頁(yè)氣室第37頁(yè)/共83頁(yè)氣室第38頁(yè)/共83頁(yè)氣室第39頁(yè)/共83頁(yè)濾波氣室位置：安裝于氣室和檢測(cè)器之間或氣室和標(biāo)定池之間。結(jié)構(gòu)：濾波氣室是鍍金管，參比和測(cè)量由隔板分開，兩側(cè)由紅外透光窗口分開。兩個(gè)定位銷用于濾波氣室的定位。功能：在測(cè)量和參比兩側(cè)，分別填充干擾氣體。其吸收干擾范圍的部分紅外光。銳減交叉靈敏度。第40頁(yè)/共83頁(yè)濾波氣室第41頁(yè)/共83頁(yè)光學(xué)濾波器位置：根據(jù)測(cè)量任務(wù)，光學(xué)濾波器位于如下位置。1位于氣室和紅外檢測(cè)器之間，2位于兩個(gè)紅外檢測(cè)器之間，3位于標(biāo)定單元和紅外檢測(cè)器之間。結(jié)構(gòu)：濾光片緊錮在金屬圈中。安裝位置不同，金屬圈也不同。功能：通過(guò)安裝干擾濾波器，去掉干擾重疊部分的光譜。根據(jù)應(yīng)用，此濾波器只允許一定波長(zhǎng)范圍的光通過(guò)。主要用于SO2,NO,N2O,CnHm.第42頁(yè)/共83頁(yè)光學(xué)濾波器第43頁(yè)/共83頁(yè)標(biāo)定池第44頁(yè)/共83頁(yè)標(biāo)定池位置：是一個(gè)可選部件，安裝于氣室和檢測(cè)器之間，靠馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)：其有四個(gè)氣室，三個(gè)充氮?dú)?，一個(gè)充測(cè)試氣。功能：其用于標(biāo)定量程，標(biāo)定時(shí)要通零點(diǎn)氣，如果一個(gè)光路有兩個(gè)檢測(cè)器，那么測(cè)試氣要混合填充。第45頁(yè)/共83頁(yè)標(biāo)定池第46頁(yè)/共83頁(yè)標(biāo)定池第47頁(yè)/共83頁(yè)標(biāo)定池標(biāo)定池的測(cè)試：目測(cè)，在正常測(cè)量和零點(diǎn)校驗(yàn)單元的滑塊位于低位置。量程校準(zhǔn)時(shí)把它移到高位置。第48頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器位置：位于氣室的末端。根據(jù)應(yīng)用，可以安裝1-4個(gè)檢測(cè)器，每一光路最多可以安裝兩個(gè)檢測(cè)器。結(jié)構(gòu)：薄膜電容檢測(cè)器：又稱薄膜微音器，由金屬薄膜動(dòng)片和定片組成電容器，當(dāng)接收氣室的壓力受紅外輻射能的影響而變化時(shí)，推動(dòng)動(dòng)片相對(duì)于定片移動(dòng)，把被測(cè)組分的變化轉(zhuǎn)化為電容量的變化。ABB檢測(cè)器有兩個(gè)氣室，內(nèi)部填充被測(cè)氣體，氣室是串聯(lián)性的，它有兩大優(yōu)點(diǎn)：零點(diǎn)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。預(yù)放大器和其在一起，測(cè)溫元件在預(yù)放大器中，用以溫度補(bǔ)償。當(dāng)有多個(gè)檢測(cè)器時(shí)只有第一個(gè)檢測(cè)器的測(cè)溫元件被使用。有3個(gè)跨接線，分別為X1,X3,X10.第49頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器功能:光線進(jìn)入檢測(cè)器被所添充的氣體吸收，通過(guò)分子碰撞把熱能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?。壓力的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙莸淖兓?。通過(guò)高阻抗電路放大產(chǎn)生相應(yīng)的MV信號(hào)，150V直流供電，主要的吸收發(fā)生在前室，在后室吸收兩側(cè)的光，這部分光與干擾組分疊加產(chǎn)生交叉靈敏度，較長(zhǎng)的后室厚度吸收大部分的干擾光，其產(chǎn)生的壓力正好與前室的相反，能夠抵消一定數(shù)量的交叉靈敏度。特點(diǎn)：溫度變化影響小，選擇性好，靈敏度高。缺點(diǎn)：薄膜易受機(jī)械震動(dòng)的影響，調(diào)制頻率不能提高。第50頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器ABB檢測(cè)器是薄膜電容檢測(cè)器。第51頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器第52頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器檢測(cè)器的測(cè)試：電容器電壓—+150V，針2對(duì)針1。預(yù)放大器電壓+-15V，針6對(duì)針7，針10對(duì)針7。第53頁(yè)/共83頁(yè)檢測(cè)器第54頁(yè)/共83頁(yè)微流量檢測(cè)器其測(cè)量微小氣流，其傳感元件是兩個(gè)微型熱絲電阻，和另外兩個(gè)組成會(huì)斯通電橋，熱絲電阻通電加熱到一定溫度。當(dāng)有氣體流過(guò)時(shí)，帶走部分熱量，使熱絲元件冷卻，電阻變化，通過(guò)電橋轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。熱絲原件有兩種，一種是柵狀鎳絲電阻，建成鎳格柵(Siemens120度)，它是把很細(xì)的鎳斯編織成柵欄狀，這種熱絲垂直裝配于氣路中，為流量從格柵中間通過(guò)。另一種是鉑絲電阻，在云母片上用超微技術(shù)，光刻上很細(xì)的鉑絲制成，這種鉑絲電阻平行裝配于氣路通道中，為流量從其表面通過(guò)。特點(diǎn)：耐震性能好。第55頁(yè)/共83頁(yè)微流量檢測(cè)器Siemens采用這一技術(shù)。三明制的層狀設(shè)計(jì)1mm2米面積內(nèi)分布24根熱絲最小的交變流量不使用膜式傳感器-

第56頁(yè)/共83頁(yè)微流量檢測(cè)器0,15mm1mm2氣流R1R2R2R4R1R3第57頁(yè)/共83頁(yè)微流量檢測(cè)器特點(diǎn):無(wú)可動(dòng)部件–沒有可磨損的東西沒有麥克風(fēng)效應(yīng)將流量線性地轉(zhuǎn)化為電信號(hào)第58頁(yè)/共83頁(yè)溫度調(diào)節(jié)電路板第59頁(yè)/共83頁(yè)溫度調(diào)節(jié)電路板(HOOD)第60頁(yè)/共83頁(yè)溫度調(diào)節(jié)電路板第61頁(yè)/共83頁(yè)壓力傳感器位置：根據(jù)分析模塊的不同配置，壓力傳感器安裝于不同的位置。結(jié)構(gòu)：壓力傳感器位于一塊電路板上，其連接到紅外板上。功能：壓力傳感器測(cè)量樣品池的壓力，一般連接在樣器排出口上。用于測(cè)量信號(hào)的壓力修正。作為可選項(xiàng)，壓力傳感器也可用于外部壓力的測(cè)量。1絕壓傳感器，2工作范圍700-1300mba。3需要偏差校正。第62頁(yè)/共83頁(yè)壓力傳感器第63頁(yè)/共83頁(yè)流量傳感器第64頁(yè)/共83頁(yè)泵第65頁(yè)/共83頁(yè)電磁閥第66頁(yè)/共83頁(yè)SSI電路板第67頁(yè)/共83頁(yè)SSI指示燈第68頁(yè)/共83頁(yè)AMC板第69頁(yè)/共83頁(yè)AMC板第70頁(yè)/共83頁(yè)AMC板第71頁(yè)/共83頁(yè)AMC板第72頁(yè)/共83頁(yè)電源模塊第73頁(yè)/共83頁(yè)顯