산소는 산화물을 형성하는 높은 반응성 특성을 가지고 있어 철강 산업, 의료 산업, 식품 산업 등 많은 분야에서 중요한 역할을 합니다. 그 중에는 게이트 유전체 필름 형성/게이트 전극 형성을 하는 반도체 산업도 있는데, 특히 초고순도 산소(UHPO)를 사용하는 응용 분야입니다. UHPO의 순도는 일반적으로 99.9995% 이상이며 주로 공기 분리 장치(ASU)에서 생산됩니다.
ASU로 흡입된 대기는 압축되어 소위 "콜드 박스"를 거칩니다. 이 과정에서 산소, 질소, 아르곤과 같은 주요 주변 공기 성분이 액화되어 다른 동결점에서 분리됩니다. 안전한 작업을 위해, 그리고 최종 제품의 순도를 더욱 개선하기 위해, 공정 마지막에 추가 정제 장치가 사용됩니다.
적절한 공정 작동을 보장하기 위해 여러 분석 장비가 사용됩니다. 특히 메탄(CH4) 측정의 경우 화염 이온화 감지(FID) 분석기가 일반적으로 사용되지만 다음과 같은 몇 가지 문제가 있습니다.
교차 변조 이중 빔 NDIR 기술은 순수 산소에서 CH4의 실시간 ppb 수준 모니터링을 위해 놀라울 만큼 향상된 제로 드리프트 및 감도를 실현합니다.
NDIR 기술은 수소를 가스로 사용하지 않으므로 측정의 안전성이 보장됩니다.
그림1: 미량 가스 측정기 GA-370
| 측정된 가스 | CO, CO2, CH4 |
| 측정 범위 | 0-1/2/5/10 ppm |
| LDL | 10 ppb |
| 선택 가능 범위 | 4개의 범위 |
| 반복성 | +/- 2% of full scale |
| 직선성 | +/- 2% of full scale |
| 제로 드리프트(주) | +/- 0.03ppm |
| 스팬 드리프트(주) | +/- 3% of full scale |
그림2: 공기 분리 장치
서로 다른 원자로 구성된 분자는 특정 파장 범위에서 적외선을 흡수하는 것으로 알려져 있습니다. 비분산 적외선 분석기 (이하, NDIR)는 분자의 위의 물리적 특성을 사용하고 CO, CO2및/또는 CH4의 특정 파장에서 적외선 흡수를 측정합니다. 샘플 가스에서 농도 값 측정을 계속합니다.
교차 변조 방식으로 알려진 이 방법은 초퍼를 이용한 기존의 변조와 달리 솔레노이드 밸브를 일정 간격으로 전환하여 샘플 가스와 기준 가스를 동일한 가스 셀에 번갈아 주입하는 메커니즘(변조 메커니즘)을 사용한다는 특징이 있습니다.
이 교차 변조 방식은 드리프트가 매우 작고 장기적으로 안정적인 출력 신호를 생성합니다. 또한 콘덴서 마이크의 다이어프램이 좌우로 이동합니다(초퍼를 사용할 때 신호량의 두 배). 이는 노이즈 내성을 향상시킵니다. 초퍼와 달리 변조 메커니즘을 서비스할 때 조정할 필요가 없습니다.
또한, 측정 성분에 의해 흡수되는 특정 파장에 가까운 파장 대역을 갖는 간섭 성분 가스에 의해 발생하는 간섭 효과를 줄이기 위해 간섭 성분에 대한 보상 검출기를 통합하여 가스 농도의 고정밀 측정을 달성합니다. NDIR과 교차 변조 방식 및 간섭 성분에 대한 보상 검출기의 조합은 ppb 수준에서 고정밀 측정을 가능하게 합니다.
그림3: 교차 변조 듀얼 빔 비분산 적외선 기술. 흐름 개요
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