[其他]紅外流體分析器

無效

• 申請號: 86101828
• 申請日: 1986-03-18
• 公開（公告）號: CN86101828A
• 公開（公告）日: 1987-09-30
• 發明（設計）人: 格倫·霍華德·弗梯格;羅伯特·約瑟夫·沃茨維克
• 申請（專利權）人: 礦山安全器械公司
• 主分類號: G01N21/37
• 分類號: G01N21/37;G01D5/36
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 全永留

本發明涉及利用紅外吸收技術來分析一種流體的裝置，具體地說，涉及應用氣動檢測器的這類裝置。

在本技術領域中，美國專利第4004146號公開了多種類型利用紅外吸收技術來分析一種流體的裝置。通常，這類裝置包括一個紅外輻射源：讓紅外輻射源交替地通過參比室和試樣室以及一個對在待分析氣體的光譜范圍內從參比室和試樣室發出的入射光束能量之間的差作出響應的氣動檢測裝置，例如已由美國專利第2681415號、第3968369號以及第3970387號公開。正如美國專利第3212211號中所公開的那樣，在當檢測和放大時得到有關試樣室中流體組成的信息的氣動檢測器中，能差會引起待測氣體的壓力變化。

在該技術領域中，“LUFT”型氣動檢測器是眾所周知的，它包括一個檢測該氣動檢測器的氣室中壓力變化的電容器型傳聲器系統。典型的電容器型傳聲器用一個薄的可動的金制隔膜或者鋁箔制作，它形成電容器的第一極板，而彼此隔開的第二極板則當作電容器的定片。隔膜與氣室保持聯系，并且隨氣室中壓力變化而運動。在隔膜和定片之間串接一個電阻和電動勢源，使電容器電極化，以致隔膜的運動產生一個對應于電容量變化的信號。然后，這個信號被放大，顯示在儀表上。

雖然，這類裝置在過去一段時間內被證明是有用的，但是由于存在使電容器式傳聲器極化的電阻和電動勢源，所以該系統中就存在電噪聲，使其靈敏度受到限制。隨著該系統中電阻的增大，該系統中的噪聲也隨之增大。而且，隨著電阻溫度的提高，噪聲也增大。因此，由于噪聲級（以及氣動檢測器的靈敏度）隨溫度而變化，從而使該問題變得特別麻煩。故而，人們希望有一種在紅外分析器中使用的氣動檢測器，它可使該系統中的噪聲減少到最低限度并且靈敏度不隨溫度變化而變化。

可是，通常的紅外分析器因為其采用一種密閉式且含有一種經選擇的參比氣體的參比室，所以可靠性較差。這類系統的固有的問題可能是參比室密封不嚴密或者密封性在使用中會被破壞，而且“參比氣體”的組成也會變動。在這種情況下，紅外分析器的精確度會受到影響。因此，希望有一種雙光束紅外分析器，其中參比室對于通過的紅外輻射一定要保持恒定。

最后，業已確定，紅外輻射源和待分析的試樣流體兩者的溫度控制均欠佳，可能使普通的紅外分析器受到限制。另外，還確定了，通常的紅外輻射源的輸出隨其溫度而變化，以致從開始激活到達到穩態輸出的時間可能要花好幾個小時。這種不穩定性尤其反映在不用參比室的“單光束”紅外分析器上。此外，試樣流體的冷凝也是通常的紅外分析器的一個問題，而這可以用合適的溫度控制裝置使其減少到最低限度。

因此，人們希望有一種不受溫度不穩定性影響且在激結之后短時間內得到可靠結果的紅外流體分析器，還希望有一種裝有可保證試樣流體在試樣室中不致冷凝的裝置的紅外分析器。

本發明提供了一種改進型的紅外流體分析器，它包括一個氣動檢測器，該檢測器大大地提高了信噪比，并且采用駐極體材料， 使電容元件極化來大大地提高該系統的靈敏度。采用這種方式，可以不用已有技術中的電阻和電動勢源，從而簡化了檢測器的電路系統，降低了噪聲級，還消除了該系統的溫度依賴性，提高了穩定性。

本發明還使紅外分析器穩定性得以提高，該分析器包括一個能使紅外輻射源和試樣室的溫度保持在預選定的穩態工作溫度下的新型溫度控制系統，從而使紅外輻射源的輸出電平的波動和試樣室中不希望出現的冷凝減至最小。

另外，本發明還提供一種新型的雙光束分析器型的固體材料參比室結構。由于這一改進，可使參比室保持一個光學常數，這與以前的充氣參比室易漏泄以及光學特性作相應變化不同。

附圖說明：

圖1為說明本發明的一種已有技術的紅外分析器示意圖;

圖2為本發明的雙光束紅外分析器的示意圖;

圖2a、圖2b、圖2c及圖2d為圖2中的所示分析器的目前的最佳實施例;

圖3為本發明單光束紅外流體分析器的示意圖;

圖3a和圖3b為圖3中所示分析器的目前的最佳實施例。