CN1052552A - 不弥散红外气体分析器的平衡方法 - Google Patents

Abstract

不弥散红外气体分析器的平衡方法，由测量气体 分出一般相应于基本浓度的对比气体，使其通过气体 分析器光程的对比侧。该分析器测量作为测量气体 与基本浓度之差的测量成分。测量值的灵敏度对其 基本浓度的残余依赖性由以下处理步骤清除：1)使有 现实基本浓度的测量气进入分析器的测量和对比透 明容器，并调整该分析器的零点；2)将校准透明容器 移入两个透明容器的光程中，校准容器充有预定浓度 的测量成分，该浓度相当于所期望的例如50ppm的 测量范围，平衡灵敏度，使得该测量范围与测量跨度 相对应。

Description

本发明涉及一种不弥散红外气体分析器的平衡方法，该分析仪用来确定基本浓度高且浓度改变小的气体成分的浓度，如权利要求1前序部分所述。

在气体测量技术中经常提出的任务是，在较大的基本浓度条件下测量小数量的测量成分。当该测量成分的基本浓度经常变化时，这种测量的难题就复杂了。同化作用的测量就是一个这样的例子。由于这里所用的光学测量方法是按照朗勃-比尔（Lambert-Beer）定律工作的，而该定律描述了光辐射的吸收与一种气体的浓度之间的非线性关系，因此，测量设备的灵敏度随待测气体的基本浓度而改变。

在所述同化测量的例子中，关注的数量是空气中的CO₂含量。该含量可按试验的条件在约320至1000ppm之间的浓度范围内波动。由于CO₂值仅仅出现很小的变化，所以希望一般例如为50ppm的测量范围具有较低的量程起点，其中，由于基本浓度的波动，很容易出现高达50%的误差。

本发明所基于的任务是，提供一种不弥散红外气体分析器，用一带可变浓度补偿的基本浓度测量气体浓度，其中对测量成分的灵敏度与其基本浓度无关。

该任务由权利要求1特征部分所述的特征的完成。

由测量气体分流出一般与基本浓度相应的对比气体。使该气体流经一个气体分析器光程的对比例（流动的对比气体）。气体分析器测量被测成分作为测量气和基本浓度的差值。测量数值的灵敏度对基本浓度和剩余依赖性由下列方法步骤消除：

-在第一步，将具有现有基本浓度的测量气导入气体分析器的测量和对比室，并与气体分析器的零点相平衡;

-在第二步，将一个校准室够入两室的光程中，该室充有预定浓度的测量成分，该浓度与所期望的例如50ppm的测量范围相应，平衡灵敏度，使得该测量范围与测量区间相应。

然后，将用于所调测量范围的仪器调整到正确的灵确度上。在测量气体的基本浓度变化时，重复该两个方法步骤。如果平衡自动进行，即可为操作者提供灵敏度的似连续性校正。

下面借助于附图进一步解释本发明。该图表示用来由一台红外气体分析器测量绿叶同化作用的测量装置。

带有测量和对比光程的红外气体分析器像通常那样由红外辐射器1、一个对辐射进行调辐的旋转光圈15、一个由测量气体穿流的测量透明室2和一个相应地由比气体穿流的对比透明室3以及两个接受室16和17构成。与在这些室中吸收的能量相应的电信号以已知的方式在一个这里没有进一步示出的探测器18中加工处理。

用空气作对比气，它借助于泵9用管道10经体积为V的对比容器6流入对比室3。一部分经管道10吸入的空气流过体积为V的测量容器7，到达红外气体分析器的测量室2。借助于管道12和14及泵9，对比和测量气体由室2和3吸出。在测量容器7中发生待测试的同化作用;由此产生的气体与穿流的空气相互混合，接着由红外气体分析器测量。与测量容器7相并列放置有一个体积为V的同样大小的容器8，同样经管道10向该容器供入空气。它向测量室2提供平衡过程所需的对比气体。

如开头已经说明，空气的CO₂含量在320至1000ppm的数量范围内波动，而在同化时令人关注的CO₂含量在50ppm范围内变动。由于波动的基本浓度所造成的测量误差由下述方式消除。

首先，具有现实CO₂基本浓度的空气由容器8经一电磁阀5导入测量室2。测量室2和对比室3含有CO₂基本浓度相同的空气。将红外气体分析器中探测器18的电零点调整到该现实CO₂数值上。按照零点平衡，将一个校准室4移入两个室2和3的光程中，该室充有测量成分或者一种可比较的气体。填充气体的浓度在这里相当于同化测量合适的测量范围，例如50ppmCO₂的浓度。借助于校准室4，调节探测器18的电灵敏性，也即其放大系数，使得50ppm的浓度正好与其整个测量跨度相对应。

在这两个平衡过程结束后，将校准室4从光程中移出，电磁阀15重新用管道13连通测量容器7和测量室2。此后，用于所调测量范围的红外气体分析器正确地调整到该灵敏度上。在空气中CO₂含量的基本浓度变化时，重复所述的平衡过程。由于该过程可自动进行，所以为操作者提供了一种红外气体分析器灵敏度的似连续校正。

Claims (2)

1、一种不弥散红外气体分析器的平衡方法，该分析器用来确定基本浓度高且浓度改变小的气体成分的浓度，并有

a)一个红外辐射源，

b)一个装有测量气体和一个装有对比气体的透明容器，它们由各自的光束通过，

c)一个周期性中断光束的光阑装置，

d)每次一个充有待测气体成分或一种相应吸收气体的接受室，当时的光束穿过透明容器后进入该室，

e)一个与接受室气动连接的压力接受器，它向探测器发生一个电信号，该信号是由于辐射吸收而在接受室产生的压差的函数，本发明的特征在于，

f)在第一个处理步骤，使具有现实基本浓度的对比气体同时流过测量透明容器(2)和对比透明容器(3)，调整红外气体分析器的电零点，

g)在第二个处理步骤，将一个校准透明容器

(4)移入每个在第一步骤后充气的透明容器(2，3)的光程中，该校准透明容器装有与所期望测量范围相应的预定浓度的测量成分，

h)平衡探测器(18)对电信号的灵敏度，使得该测量范围与测量跨度相应，和

i)平衡步骤结束后，用对比气体充填对比室(3)，用测量气体充填测量室(2)，将校准透明容器(4)从光程中移出。

2、权利要求1所述的平衡方法，特别适用于同化测量，其特征是，用空气作对比气体，将一部分同样气体浓度的空气用于同化过程，由它提供富集了同化的待测量气体成分的测量气体。

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