1、一、分析儀器簡介1， 應用領域C600 紅外線氣體分析儀可以用于連續測量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。具有優良的穩定性、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、冶金工業等領域，也可以用于實驗 室分析。2，儀器的特點（1）可連續測量 SO2、C2H4、 C3H8等氣體濃度。（2）可同時分析多個組份。（3）多路 4-20mA 模擬輸出及繼電器接點輸出。輸出接線見附圖 3（4）自動標定、故障自診斷、數字通訊功能（5）精度高

2、、穩定性好（6）菜單式操作，全中文液晶顯示（7）ppm 和 mg/m3(8)極短的預熱時間 5 分鐘（9）儀器操作簡單、快速設定和運行方便（10）使用空氣自動儀器標定零點（<5 % C02必須用N2 標定零點 > ）（11）儀器量程標定的時間間隔時間：根據環境條件每6-12 個月作一次校準。（12）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（由于分子內振動） 對任何一種材料， 它的 吸收能力隨波長（它的吸收光

3、譜）變化而變化，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現。 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。4208642021100600.0.000.-(CJOWSFig.1 Absorption Spectra100ppm metres(00)6 5 4 3-10oo.o.o.o.o a30 3.2 3 4 36 3.8 4 0 4.2 44 4 6 4.8 5.0Wavelength (pm)COProp 呂 no n-Hoxane CO2表1:吸收光譜設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），

4、探頭（如熱電池，煙火探頭），選擇適當波長的方法（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對選擇性有相當大的影響。未被樣本吸收的輻射被探頭測出，對樣本中目標氣體的濃度值提供測量的結果。樣本中的另一個探頭 （或渠道）被設置成另一種波長，不會被樣本中任何可能出現的波長稀釋，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，以提供準確的氣體濃度值。溫度傳感器（通常是熱敏電阻）應放在探頭內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， 為目標氣體分子的測量提供有效的測量值。因而，輸

5、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路徑的傳感器 （輻射距離從輻 射源到探頭）有更高的靈敏性，需要更低的力學范圍但增加的決議。如果目標氣體是一種氣體，固定光路設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中都需要有支持電子。更常用的探測技術是使用放大設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

6、能提高測量的準確性。紅外源還需要有一條電路，它通常通過波動來調節紅外源的輸出（可能以前的設計是使用固定照明和機械錘）。這使得射線散發強度呈周期性變化，并使得同步監測技術的使用成為可 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。這首先要求將模擬信號轉換成數字信號，然后補償的數據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。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

7、（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耐惡劣環境的外型設計補充催化燃燒和電化學傳感器的不足。說明：該紅外傳感器系列采用非色散紅外原理來探測和監測氣體的，這種不中毒的傳感技術測量目標氣體具有唯一、良好的高分辨吸收信號，常被用來鑒別目標氣體的存在和高精確的測量。使用適當的紅外源，可以通過氣體對于光吸收的分析來測量目標氣體的濃度。優點：可靠且維護成本低自動防故障工作一體化結構IR3xxx系列是用于探測和監測CO、

8、碳氫化合物和乙炔的，工作的濕度范圍是0到100%RH，環境溫度-10到+50 C。適用于對于紅外傳感器尺寸有限制的工業安全場合，堅 固的316S11不銹鋼結構可抵抗大多數弱酸，長期暴露在硫化氫下無損害。傳感器應該封裝 在擴散型顆粒過濾器之后，并且在防爆/防火層的內部或適當的火焰防止裝置后。使用方法T573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室內，內部的鉭酸鋰熱電探測器提供輸出信號，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1），最佳脈沖信號頻率為4Hz 50%的占空比。 對光源的調制，背景干擾因素也可以降低和消除。探測器信號

9、包含 對于直流偏移電壓的多階響應。使用兩個紅外探測器，測量用探測器內置過濾器，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，使得傳感器結構緊湊。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，用戶能夠辨別因環境和物質改變而使對應目標氣體的輸出信號的減小。比例吸收系數Fa由下面的關系式定義：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'分別定義為標定時在沒有

10、氣體，或者濃度為100%的N2氣體環境下的S1和S2的值更為詳細的有關傳感器和信號處理，以及推薦電路可以參考e2v的紅外傳感器應用手冊總之：氣體分子對紅外線的選擇性吸收是紅外氣體分析儀的設計基礎。CO SQ等極性分子具有永久電偶極矩，因而具有振動、轉動等結構。按量子力學分成 分裂的能級，可與入射的特征波長紅外輻射耦合產生吸收，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 了此吸收規律。I = 10ekcd式中：丨0紅外輻射的初始能量；I紅外輻射被氣體吸收后的能量k與氣體及輻射波長有關的常數c被測氣體濃度d輻射通過氣體層

11、的厚度。測量經吸收后紅外光的強度便能計算出相應氣體的濃度，這便是紅外氣體分析的理論根據。用利用固態紅外傳感器結合非色散紅外原理來測量某一氣體濃度的方法（CDIR固定分光型）有以下幾個優點：1、 相對于氣體或電化學傳感器的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據，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、一般國內生產一氧化碳氣體檢測設備的廠家所宣傳的紅外檢測

12、法（NDIR ）是利用一種光聲式氣動檢測器，遵循氣體濃度變化轉為紅外能量再轉化為氣體體積變化最后轉化為電量變化的原理，由于該循環中涉及氣體體積參數， 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。111紅外光源 2反射體 3同步馬達8毛細管 9為流量傳感器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。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，由微量傳感器產生

13、脈沖 吸收帶中心部分在檢測器前吸收室首先吸收，而邊緣部分則背后吸收室吸收。 前后吸收室的吸收大致相同。 前吸收室和后吸收室之間通過一個微流量傳感器相連。(2)氧傳感器是根據燃料電池的原理工作的。氧在陰極和電解液分界層發生變化，氧濃度值實用標準跟兩電極間產生電流成正比。4主要技術數據4.1 測量范圍S020-500ppm 至 0-20%CH40-500ppm 至 0-20%N00-500ppm 至 0-20%020-500ppm 至 0-20%C00-1000ppm 至 0-20%C020-1000ppm 至 0-20%4.2 每種被測組份可設 2 個量程，量程手動切換或自動切換可選，最大量程比

14、 1： 104.3 預熱時間 5 分鐘4.4重復性 W 1%4.5線性誤差 W 1% FS4.6 相應時間 20 秒4.7 穩定性零點漂移W 1% FS/周期量程漂移W 1% FS/周期4.8 大氣壓力每變化W 1% （允許的大氣壓力范圍）W 2%4.9 模擬輸出 4 20mA DC4.10 氣體流量 1.21.5L/min4.11使用環境 溫度+5-+45 C相對濕度V 90%RH大氣壓力 700 1 200mbar4.12 電源 AC220V±10% 50±0.5Hz 150VA4.13 外形尺寸 483mm x 177mnX 315mm4.14 重量 10KG5，儀器

15、構造5.2 儀器的外形結構 儀器前面板圖 見附圖 11. 屏幕顯示2. 流量計3. PUMP泵開關4. CAL零點標定5. ESC返回到前一狀態6. f “減少”或“向下翻頁”功能編號7. J “增加”或“向上翻頁”功能編號8. t設定數字的下一位選擇9. 0K確認按鈕儀器面板圖見附圖 1儀器后面板圖示見附圖 2二、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安裝在盡可能靠近取樣點的位置。以減 少滯后時間。儀器應避免安裝在有強烈震動的地方。及避免陽光直射。儀器應安裝在環境清潔、 通風良好的地方，其環境溫度為040C

16、,相對濕度 90%本儀器為非防暴型電器設備，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，由下面安裝板托起，并用4只M5的螺釘固定。三、儀器的啟動說明：儀器在嚴格按照上一章“儀器安裝”各步驟進行完畢后，方可接通電源，啟 動。本儀器是智能儀器，接通電源，5分鐘預熱后儀器進行一次零點校正，運行30分鐘再自動進行一次調零校正，以后處于測量狀態， 可正常使用。C02分析儀其量程3%的，儀器在預熱過程中必須先通零點氣，零點氣為惰性氣體（如NJ。如用空氣作為零點氣需要讓空氣經過堿石灰過濾器，以除去空氣中約0.04%的C02。預熱結束后一起進入測量。儀器上電后30分鐘自動調零一

17、次，以后的調零施加 及周期按主菜單的：自動調零設 定“中的設定進行。四菜單操作說明C600紅外氣體分析儀為可選配多組分檢測儀器，根據不同客戶的要求而定1、上電后進入LOGO界面C6002、5秒后系統進入預熱調整階段這段時間有100秒CEMSVer-No1.0紅外分析儀正在預熱剩余時間 66秒>PUMP ON*SIEMENS*3、預熱結束后儀器進入測量狀態當組分為二氧化硫時CEMSVer-No1.0S02：0.0000 %1 1-4 PUMP ON* SIEMENS *當為二氧化硫和氧氣時CEMSVer-No1.0S02:0.0000%02 :0.0000%匚-4 PUMP ON* SIE

18、MENS *當為多組分時CEMSVer-No1.0CO:0.0000 %SO2:0.0000 %020.0000 %NOX:0.0000 %-4PUMP ON*SIEMENS *根據實際需要，按“ 亠”鍵來控制泵的開和關。若要手動調零時按“”鍵來控制，手動調零時儀器由“空氣入口”抽進空氣標定零點（即零點調整），時間為1分鐘（可在菜單中設定）。（一氧化碳儀器量程0 3%，請先由“1 inlet ”通氮氣在按“ * ”鍵）4、菜單操作說明（按“上下”鍵可移動光標，按“確認”鍵可進入所選功能CEMSVer-No1.0 1 氣體參數2 .輸出參數3 .系統參數4 .通訊參數* PUMP ON* SIE

19、MENS *5、當光標在“氣體參數”，再按“確認”鍵時,CEMSVer-No1.0耳1 .二氧化硫2 .氧氣3 .一氧化碳4 .氮氧化物4 PUMP ON* SIEMENS *6、上下移動光標如光標指向二氧化硫（點擊確定）CEMSVer-No1.01 零點校正2 標氣校正3 電壓參數->PUMP ON* SIEMENS *7、零點校正界面CEMSVer-No1.0二氧化硫：3668參比值 ：2066正在調整。o O Oo o o* PUMP ON* SIEMENS *根據實際需要，按“”鍵來控制泵的開和關。根據設定的吹掃時間，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

20、來選擇位，上下鍵更改數據CEMSVer-No1.0標準氣體值：0 0.0 0 %通入標氣后，按確認鍵進入標定* PUMP ON* SIEMENS *8、點擊“確認”后進入氣體標定界面CEMSVer-No1.0正在調整。O O O。標氣值：00.00 %實測值:00.00_%存 PUMP ON* SIEMENS *標定之后自動返回測量主界面。9、電壓參數界面：視為調試用參數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耳1.模擬量設定2報警值

21、設定比值> PUMP ON* SIEMENS *12、模擬量輸出界面:CEMSVer-No1.0 1 1號模擬量輸出調整2 2號模擬量輸出調整3 3號模擬量輸出調整4 4號模擬量輸出調整 PUMP OFF* SIEMENS *13、1號模擬量輸出調整CEMSVer-No1.0模擬量輸出低點379模擬量輸出高點18904 PUMP OFF* SIEMENS *點擊確認，有光標后可調整CEMSVer-No1.0眸模擬量輸出低點379模擬量輸出高點1890> PUMP OFF* SIEMENS *確認后光標消失，數據已存儲注：其他三組模擬量調整與此類似。14、報警值設定界面:CEMSVe

22、r-No1.0 1. 1號報警值調整2. 2號報警值調整3. 3號報警值調整4. 4號報警值調整滬 PUMP OFF* SIEMENS *15、1號報警值調整CEMSVer-No1.0報警值低點：02.00 %報警值咼點：03.00 %> PUMP OFF* SIEMENS *實用標準點擊確定進入修改狀態左右移動光標，上下鍵修改定值點擊確認保存CEMSVer-No1.0耳報警值低點：02.00 %報警值咼點：03.00 %> PUMP OFF* SIEMENS *16、系統參數:CEMSVer-No1.0 1、單位參數2、量程參數3、自動調整4 PUMP OFF* SIEMENS

23、*17、單位參數CEMSVer-No1.0 1號單位：%2號單位：%3號單位：%4號單位：%> PUMP OFF* SIEMENS *確定可調整單位，CEMSVer-No1.0 1號單位：%2號單位：%3號單位：%4號單位：%* PUMP OFF* SIEMENS *上下鍵調整單位，確認后可保存18、量程參數CEMSVer-No1.01 號量程：03.00 %2號量程：21.00 %3號量程：02.00 %4號量程：00.20 %4 PUMP OFF* SIEMENS *確定可調整: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 *調整完之后，可確認保存。19、自動調整CEMSVer-No1.0調零周期：6 H吹掃時間：100 S* PUMP OFF* SIEMENS *點擊確認進入修改界面CEMSVer-No1.0調零周期：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，更改后點擊"確認”可對參數進行保存。 注明：二氧化硫成份的百分含量模擬輸出為第一通道。氧氣成分