Teledyne 4020型總烴分析儀

Teledyne電子技術(shù)分析儀器

4020型

總烴分析儀夏興文簡(jiǎn)介Teledyne分析儀器公司的4020型總烴分析儀是一種設(shè)計(jì)用于測(cè)定正壓力氣體樣品中烴類濃度（以甲烷計(jì)）的通用性儀器。4020型是本公司在已取得優(yōu)秀業(yè)績(jī)的402R系列模擬型烴類分析儀基礎(chǔ)上開發(fā)成功的微處理器控制的數(shù)字型儀器。

分析儀的主要特點(diǎn)

4020型總烴分析儀雖然結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜但使用非常簡(jiǎn)單方便。儀器面板上的二個(gè)顯示屏在運(yùn)行的各階段為操作人員提供信息和提示。本儀器的主要特點(diǎn)如下：便于操作的面板界面，其中有微處理器電子電路驅(qū)動(dòng)的一個(gè)5位數(shù)字紅色發(fā)光二極管顯示屏（LED）和一個(gè)真空熒光顯示屏（VFD）。高分辨率的精確的濃度讀數(shù)，從很低的ppm數(shù)量級(jí)至6%。分析范圍廣，具有從1ppm至6%的可由用戶選定的三擋分析量程。微處理器電子電路：8位CMOS微處理器，32kBRAM和128kBROM。自動(dòng)選定量程功能：分析人員可對(duì)特定的分析任務(wù)自動(dòng)預(yù)設(shè)分析量程。如手動(dòng)取消此功能，則用戶可鎖定需要的特定量程。兩個(gè)可調(diào)節(jié)的濃度警報(bào)系統(tǒng)和一個(gè)系統(tǒng)故障警報(bào)系統(tǒng)。在啟動(dòng)時(shí)和提出要求時(shí)可進(jìn)行廣范圍的自我診斷測(cè)試，并對(duì)電源進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。RS－232串行數(shù)字端口，供計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字通信設(shè)備聯(lián)用。濃度和量程標(biāo)識(shí)（ID）的模擬輸出（0-1VDC標(biāo)準(zhǔn)輸出和4-20mA去耦輸出）。優(yōu)異的精確性。應(yīng)用領(lǐng)域在半導(dǎo)體和有關(guān)器件的生產(chǎn)中監(jiān)測(cè)氧氣，氬氣，氮?dú)夂推渌麣怏w。在空氣液化或其他氣體生產(chǎn)過程中監(jiān)測(cè)烴類污染。氣體純度鑒定。撿測(cè)周圍空氣中微量烴類。監(jiān)測(cè)大氣污染物。低溫學(xué)研究。撿測(cè)燃料或有毒溶劑泄漏。撿測(cè)各種工藝流程中的烴類。工作原理樣品氣和燃料氣（通常為氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w)混合后在“助燃?xì)怏w”空氣中燃燒。在燃燒過程中形成的離子使燃燒室（即撿測(cè)器）內(nèi)的兩根電極之間有電流通過。此電流被高靈敏度的電量計(jì)－放大器電路放大。電量計(jì)－放大器的輸出電信號(hào)正比于火焰中電離的烴類存在數(shù)量，并在0至60,000ppm甲烷的濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。4020型總烴分析儀由以下三部分組成：

1.樣品系統(tǒng)；

2.檢測(cè)器；

3.電子信號(hào)處理，顯示和控制系統(tǒng)。燃料氣和助燃空氣燃料氣和助燃空氣系統(tǒng)采用類似的部件。通過在撿測(cè)器上游的限流器兩端維持恒定的壓差而使流量穩(wěn)定。燃料氣燃料氣：需要一個(gè)40%氫氣和60%氮?dú)饣旌蠚獾臍怏w鋼瓶，為火焰離子化燃燒器提供燃料。此鋼瓶應(yīng)安裝無油的金屬膜片的調(diào)壓閥（二級(jí)）。注：如果在分析中氫氣為主體氣體（即既是樣品氣又用作燃料氣），則不再需要其他的輔助燃料氣源。助燃空氣助燃空氣：需要一個(gè)低烴類含量的干燥壓縮空氣鋼瓶，使檢測(cè)器中保持合適的氣氛。此鋼瓶應(yīng)安裝無油的金屬膜片的二級(jí)調(diào)壓閥。如果要達(dá)到儀器的精確度，則烴類污染物的濃度最好低于滿量程讀數(shù)的1%（在選用的分析量程內(nèi)）?；鹧骐x子檢測(cè)器樣品氣和燃料氣在一個(gè)安裝在恒溫室的T形管接頭中相互混合。混合氣體從傳感器組件內(nèi)的燃燒器中逸出。助燃空氣通過位于組件底部的另一單獨(dú)管接頭進(jìn)入傳感器（即撿測(cè)器）。組件的上部安裝有陽極點(diǎn)火器，收集極和火焰保護(hù)熱敏電阻。撿測(cè)器位于機(jī)箱內(nèi)左前方，故很容易接近?；鹧骐x子化檢測(cè)器

不銹鋼火焰離子化檢測(cè)器的上部有圓柱形收集極電極，高壓（＋260VDC）陽極點(diǎn)火器線圈和火焰保護(hù)電路傳感用的熱敏電阻。

收集極通過一根同軸電纜連接電量計(jì)－放大器印刷電路板。雖然此電纜和接頭都是供同軸連接用的，但實(shí)際上此電纜只是用作有屏蔽的單芯導(dǎo)線。

警告：在陽極點(diǎn)火器線圈上有危險(xiǎn)的高電壓（＋260VDC）。在沒有關(guān)閉電源和拔下電源線之前，決不可試圖斷開點(diǎn)火器線圈的電纜，也不可拆卸任何火焰離子化撿測(cè)器的部件。

檢測(cè)器陽極點(diǎn)火器陽極點(diǎn)火器有以下兩個(gè)功能：當(dāng)部件號(hào)B74671印刷電路板上的繼電器K2通電時(shí)，點(diǎn)火器線圈成為一個(gè)紅亮的電加熱元件而點(diǎn)燃?xì)錃馊剂蠚猓划?dāng)B74671電路板上的繼電器K2斷電時(shí)此線圈接至陽極－火焰保護(hù)電源電路板上的＋260VDC端點(diǎn)。此時(shí)在線圈（陽極）和收集極之間建立起為引發(fā)燃燒中的烴類電離所需的電位差。在量程選擇開關(guān)的全部三擋量程位置上，點(diǎn)火線圈都起著高壓陽極的功能。熱敏電阻熱敏電阻是火焰保護(hù)電路的傳感器。在室溫下熱敏電阻的阻值是100k范圍內(nèi)，而當(dāng)火焰被點(diǎn)燃后其阻值降低100倍。熱敏電阻和陽極－火焰保護(hù)電源電路板上的晶體管控制電路相連。電量計(jì)－放大器收集極的電纜直接連接至位于電量計(jì)－放大器電路板上的同軸插座。此印刷電路板位于靠近恒溫室外側(cè)的側(cè)面板上，（參看圖2-1）其中包括一個(gè)電量計(jì)放大器和一個(gè)運(yùn)算放大器。這些電路都是極高增益的電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其測(cè)得的輸入電阻在數(shù)百萬歐姆范圍內(nèi)。此外，這些電路對(duì)靜電和污染高度敏感，故在操作這些電路板時(shí)應(yīng)極其小心。陽極電源高壓陽極電源的元件安裝在陽極電源印刷電路板上。高壓調(diào)節(jié)是用串聯(lián)的齊納二極管來實(shí)現(xiàn)的。此電路的設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，因?yàn)殛枠O電路所需的電流非常小。通常正輸出電壓為125V，允許輸出波動(dòng)為＋/-10V。火焰保護(hù)電路當(dāng)發(fā)生火焰熄滅時(shí)，熱敏電阻控制的晶體管開關(guān)電路使繼電器動(dòng)作。此繼電器操縱面板上的指示燈和燃料氣截止電磁閥，以警告操作人員發(fā)生了火焰熄滅的情況。此燃料氣截止電磁閥使氫氣流中斷?；鹧纥c(diǎn)火電路火焰點(diǎn)火電路包括陽極－點(diǎn)火器電極（在撿測(cè)器內(nèi)），變壓器和微處理器控制的繼電器。在升溫定時(shí)器倒計(jì)時(shí)結(jié)束后火焰點(diǎn)火電路自動(dòng)通電。如果自動(dòng)點(diǎn)火失敗，將顯示一條說明報(bào)文，隨后可同時(shí)按下向上（Up）和向下（Down）鍵而手動(dòng)點(diǎn)燃火焰。溫度比例調(diào)節(jié)電路連接熱敏電阻的一個(gè)電子電路調(diào)節(jié)內(nèi)有樣品系統(tǒng)部件的恒溫室溫度。熱敏電阻和加熱元件均位于恒溫室內(nèi)，而電路元件的均衡回路安裝在溫度控制印刷電路板上。應(yīng)用一個(gè)溫度上限開關(guān)保護(hù)恒溫室不會(huì)達(dá)到過高的溫度，因?yàn)槿绻麥囟瓤刂葡到y(tǒng)失效的話，過高的溫度是可能發(fā)生的。技術(shù)規(guī)格燃料氣：根據(jù)具體應(yīng)用而定 －40%氫氣和60%氮?dú)獾幕旌蠚?－氫氣精確度：1%滿量程電子響應(yīng)時(shí)間： 一分鐘內(nèi)達(dá)到90%

噪音：小于

0.5%滿量程漂移：小于1%滿量程/日量程：用戶可定義的3個(gè)量程，從0ppm至6％（以甲烷計(jì)）靈敏度：低至滿量程0-1ppm，以甲烷計(jì)技術(shù)規(guī)格輸出：線性信號(hào)，儀表讀數(shù)VDC和4-20mA模擬輸出室溫：40oF至100oF（5℃至43℃）流量：100-400ml/分樣品氣

100-200ml/分燃料氣（200立方英尺鋼瓶可用約1月）電源：115VAC，60Hz，單相功耗：最大140W額定壓力：最高100psi外形尺寸：8.75”x19”x15.5”（高x寬x長）

222mmx483mmx394mm重量：55磅具體應(yīng)用數(shù)據(jù)型號(hào)：4020系列號(hào)：240365分析量程： 0-10,100,1000ppm輸出信號(hào)：0-1VDC和4-20mADC啟動(dòng)時(shí)滿量程設(shè)定值：無控制面板壓力設(shè)定值：注釋：無助燃空氣：8psig燃料氣：7psig樣品氣：3.5psig具體應(yīng)用數(shù)據(jù)

旁路流量：內(nèi)置流量計(jì)讀數(shù)為最少0.25SCFH（標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)）推薦的支持氣體：輔助氣體的烴類含