Các loại máy phân tích khí hồng ngoại và tính năng

Phương pháp sử dụng Chopper (loại quay) cho Cơ chế điều biến (1-10 Hz)

Phương pháp 1: Phương pháp chùm tia kép (có micrô tụ điện)

Đặc điểm, cấu trúc và nguyên lý hoạt động (Hình 11)

Đây là phương pháp được mô tả trong các máy phân tích khí hồng ngoại trước đây (Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy phân tích khí hồng ngoại).
Nó có tính năng phản hồi nhanh và độ nhạy cao.

Thứ tự độ nhạy của các phương pháp sử dụng nguồn sáng hồng ngoại kép thường như sau;

1. Phương pháp điều biến chéo (với chùm tia kép) … phương pháp 6
2. Phương pháp chùm tia kép (với micrô tụ điện)… phương pháp 1
3. Phương pháp chùm tia kép (có cảm biến lưu lượng) … phương pháp 2

Phương pháp 2: Phương pháp chùm tia kép (có cảm biến lưu lượng)

Đặc điểm, cấu trúc và nguyên lý hoạt động (Hình 12)

Đặc điểm

Sự kết hợp giữa bộ phận thu ánh sáng và cảm biến lưu lượng giúp giảm thiểu tác động bên ngoài (đặc biệt là rung động), độ nhạy cao và thu nhỏ kích thước cho máy phân tích hồng ngoại.

Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

Mỗi bức xạ hồng ngoại được hấp thụ bởi một cell mẫu và một cell tham chiếu được thu thập luân phiên trong bộ thu thập ánh sáng bằng một chopper của tấm bán nguyệt quay, và thu thập bức xạ hồng ngoại được truyền qua một bộ lọc quang học để đi vào máy dò chính cho thành phần được đo. Sự hấp thụ hồng ngoại xảy ra ở các buồng trước và sau bên trong máy dò tương ứng với mỗi lượng bức xạ hồng ngoại đi vào, và điều này làm tăng nhiệt độ của mỗi buồng.

Đồng thời, dòng khí khép kín do chênh lệch nhiệt độ giữa hai buồng được tạo ra và đi qua cảm biến lưu lượng. Vì lưu lượng được cảm biến lưu lượng đo được tỷ lệ thuận với nồng độ khí nên được gửi đến bộ xử lý tín hiệu dưới dạng tín hiệu phát hiện nồng độ khí.

Hướng của khí đi qua cảm biến lưu lượng chuyển đổi đồng bộ với chuyển động của chopper. Các hoạt động cụ thể trong máy dò cho thành phần được đo như sau.

Bức xạ hồng ngoại từ cell so sánh đi vào -> khí kín từ buồng trước chảy vào buồng sau -> chopper quay -> bức xạ hồng ngoại từ cell mẫu đi vào -> khí kín từ buồng sau chảy vào buồng trước -> chopper quay -> bức xạ hồng ngoại từ cell so sánh đi vào -> lặp lại .......

Trình tự hoạt động này tương ứng với chuyển động của màng chắn micrô tụ điện. Micrô tụ điện đo chênh lệch áp suất, trong khi cảm biến lưu lượng đo lưu lượng. Ngoài ra, nguyên lý hoạt động của bộ dò bù cho thành phần gây nhiễu cũng giống như nguyên lý hoạt động của bộ dò chính cho thành phần được đo.

Phương pháp 4: Phương pháp chùm đơn (với cảm biến nhiệt điện)

Đặc điểm, Cấu trúc và Nguyên lý hoạt động (Hình 13)

Đặc điểm

Máy dò bức xạ hồng ngoại sử dụng cảm biến nhiệt điện không yêu cầu khí kín như máy dò khí nén. Do đó, thu nhỏ là lợi thế lớn nhất, nhưng độ nhạy thấp hơn so với máy dò khí nén.

Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

Phương pháp này sử dụng các cảm biến nhiệt điện của máy dò đối với bức xạ hồng ngoại được hấp thụ bởi khí mẫu với một chopper như cơ chế điều biến. Để phát hiện từng thành phần được đo trong khí mẫu dưới dạng thay đổi nhiệt độ, một bộ lọc quang học và một cảm biến nhiệt điện được sử dụng cho từng thành phần được đo. Các cảm biến nhiệt điện phát hiện những thay đổi trong khả năng hấp thụ hồng ngoại của từng thành phần được đo và nồng độ của từng thành phần được đo được tính toán dựa trên các tín hiệu phát hiện và so sánh.

<Điều biến chéo>

Phương pháp chuyển mạch khí sử dụng van điện từ cho cơ chế điều biến (1 Hz)

Phương pháp 6: Phương pháp điều biến chéo (với chùm tia kép)

Hình 14-1: Cấu trúc của máy phân tích phương pháp điều biến chéo (với chùm tia kép)

Phương pháp 7: Phương pháp điều biến chéo (chùm đơn)

Đặc điểm, Cấu trúc và Nguyên lý hoạt động (Hình 15)

Phương pháp điều biến chéo (chùm đơn) thực hiện thao tác của phương pháp điều biến chéo (chùm kép) trong một cell khí. Việc chuyển mạch tuần hoàn của bộ van điện từ khiến một cell khí chuyển sang các chức năng cell mẫu và cell tham chiếu, và nồng độ của thành phần cần đo được đo bằng hai tín hiệu phát hiện được bởi các chức năng cell này.

Trong phương pháp này, micro tụ điện chỉ được kết nối với một buồng, do đó màng không lắc từ bên này sang bên kia và chỉ di chuyển theo một hướng. Khi công tắc được bật, màng trở về trạng thái phẳng. Nếu không, nó có cùng đặc điểm như phương pháp điều biến chéo (chùm kép).