绪论 1
一、红外线基本知识简介 1
二、红外线气体分析器概述 5
第一章 红外线气体分析器基本原理 10
第一节 红外线辐射源 10
一、斯特芬-玻耳兹曼定律 10
二、维恩位移定律 11
第二节 红外线气体分析器的基本原理 12
一、利用红外线作分析器的基础 12
二、朗伯-比尔吸收定律 14
第三节 红外线气体分析器的特点 16
一、能测量多种气体 16
二、测量范围宽 16
三、灵敏度高 17
四、精度高 17
五、反应快 17
六、有良好的选择性 17
七、能进行连续分析和自动控制 17
八、操作简单、维修方便 18
第四节 红外线气体分析器的应用 18
一、在化工和石油化工中的应用 18
二、控制热处理气氛 19
三、测定易燃易爆性气体混合物 19
四、控制燃烧效率 19
五、大气污染的测定 20
六、原子能工业中的应用 20
七、生物研究中的应用 20
八、汽车废气的测量 21
九、在医疗方面的应用 21
第五节 红外线气体分析器的类型 21
一、按红外线气体分析器的物理特征分类 21
二、按结构和测量原理分类 22
三、按信号检测系统分类 22
四、按测量光束的数目分类 23
第六节 红外线气体分析器的现状与发展方向 23
一、现在的技术水平 23
二、发展趋势 26
第二章 红外线气体分析器的工作原理 34
第一节 负式红外线分析器的工作原理 34
一、工作原理 34
二、优点和缺点 35
第二节 补偿式红外线气体分析器的工作原理 36
一、机械补偿法 36
二、光源补偿法(电气补偿法) 36
三、气室补偿法 36
四、三种补偿法比较 37
第三节 直读式红外线气体分析器 38
一、空间双光路红外线气体分析器 38
二、空间单光路红外线气体分析器(时间双光路红外线气体分析器) 42
三、直读式红外线分析器与补偿式红外线分析器的比较 44
四、正式红外线分析器的优缺点 46
第三章 红外线气体分析器的主要部件 47
第一节 红外线辐射光源 47
一、红外线辐射光源的组成和对红外光源的要求 47
二、红外光源的种类 48
三、反光镜 50
四、切光片 50
第二节 气室、窗口材料和滤波元件 51
一、气室 51
二、窗口材料 52
三、滤光元件 54
第三节 接收气室——检测器 57
一、检测器的作用 57
二、检测器的种类 57
三、薄膜电容检测器 63
四、半导体检测器 77
第四节 红外线气体分析器的几个特性分析 78
一、切光频率 78
二、测量气室长度的选择 79
三、参比气室及过滤气室的长度选择 82
四、接收气室的结构参数 83
第五节 选择性及提高选择性的措施 85
一、选择性和选择性系数 85
二、选择性系数及提高选择性的措施 87
第四章 红外线气体分析器的前置放大器 91
第一节 直流极化法用的前置放大器 91
一、工作原理 91
二、“佛分”产FQ型红外线分析器的前置放大器 95
三、“南分”产HW-001型红外线分析器的前置放大器 99
四、西德“HB”公司URAS-2T型红外线分析器前置放大器 103
第二节 高频调幅振荡法——美国贝克曼公司865型红外线气体分析器的前置放大器 108
一、高频信号源晶体振荡器的工作原理 109
二、调幅电路 117
三、倍压检波及滤波电路 120
四、缓冲放大器 122
第三节 高频振荡调频法——8220型红外线气体分析器的前置放大器 124
一、晶体管振荡器与频率调制器 124
二、频率解调 127
第五章 红外线气体分析器的主放大电路与恒温控制电路 133
第一节 主放大器 133
一、贝克曼865型红外线气体分析器的主放大器 134
二、横河8220型红外线气体分析器的8225型转换放大器 156
三、哈特曼-布朗公司的URAS-2T型分析器的主放大器 161
四、HW-001型主放大器 168
第二节 红外线气体分析器的恒温控制系统 177
一、贝克曼865型红外线分析器的恒温控制系统 178
二、横河8220型分析器的恒温控制系统 185
三、URAS-2T型红外线气体分析器的恒温控制系统 186
第六章 典型红外线气体分析器 189
第一节 美国贝克曼公司865型红外线气体分析器 189
一、概述 189
二、光学系统的主要部件 191
三、电气系统 193
第二节 横河8220型红外线气体分析器 200
一、概述 200
二、8221型检测器 200
三、8225型转换放大器 206
四、恒温箱 207
五、电源 207
第三节 哈特曼-布朗公司(HARTMAN-BRAUN)URAS-2T型红外线气体分析器 210
一、概述 210
二、光学系统 212
三、电气系统 214
第四节 堀场EIA-31型、TIA-31型红外线分析器 220
一、概述 220
二、测量原理 221
三、分析器电路 223
四、防爆装置 226
五、恒温装置 226
第五节 HW-001型红外线气体分析器 227
一、概述 227
二、光学系统——单光源双光路系统 229
三、电气系统 229
第六节 FQ型红外线气体分析器 233
一、概述 233
二、分析系统 234
三、电气系统 235
第七节 GQH-T-200型双组分红外分析仪 239
一、仪器的主要技术指标 239
二、仪器的使用条件 239
三、仪器的工作原理 240
四、主要部件介绍 247
五、仪器的特点 259
第八节 日本横河IR11、IR21型红外线气体分析仪 260
一、概述 260
二、仪器的结构及测量原理 261
三、仪器的特点 265
四、电路分析 265
第七章 红外线气体分析器在工业生产和环境监测中的应用 270
第一节 取样及其重要性 270
第二节 在合成氨工业生产中的应用 275
一、在中小型合成氨工业中的应用 276
二、在大型合成氨工业中的应用 284
三、在部分氧化法氨生产中的应用 303
第三节 在燃烧系统和环境监测中的应用 306
一、燃烧排放气的取样装置和预处理系统 307
二、大气污染监测的取样装置 314
第四节 在石油化工中的应用 316
第八章 红外线气体分析器的安装、调校和维护 319
第一节 仪器安装和开表程序 319
一、取样位置的选择和取样装置的安装 319
二、输气走线和配管 320
三、预处理系统和分析器的安装 322
四、配线 323
五、开表程序 324
第二节 FQ型的调校和故障处理 325
一、仪器的调校和投运 325
二、日常维护 329
三、故障排除 330
第三节 URAS-2T的调校与使用 332
一、仪器的调校和投运 332
二、日常维护和典型故障排除 338
第四节 865型红外线气体分析器的调校与使用 342
一、调校前的检查和准备 342
二、仪器的调校和投运 344
三、测量非线性和输出线性化 349
四、维护 350
五、故障处理 351
第五节 8220型的调校和维护 354
一、调校前的检查和准备 354
二、调校和投运 357
三、维护 363
四、故障处理 364
第六节 过程分析器标准气配制 366
一、低压配气 367
二、低压多组分配气 370
三、低压容积配气 372
第七节 红外线气体分析器的误差 374
一、背景气干扰附加误差 375
二、预处理过程附加误差 377
三、电源频率变化附加误差 378
四、环境变化附加误差 379
五、流速变化附加误差 380
附录一 不同浓度单位换算系数 381
附录二 部分国产红外线气体分析器 382
参考文献 387