一氧化碳分析仪的维护与维修

　　无论是监测大气质量,还是研究大气中自然源与人工源的比例,抑或是分析汽车尾气,都需监测一氧化碳(CO)。由于CO只在红外区有较强的吸收光谱,所以即使使用长光程光谱法仪器的空气自动监测系统也必须另外购置普通的干法CO分析仪。本文以美国热电子公司的MODEL48系列CO分析仪为主,结合具体例子,给出在CO分析仪的维护维修中需要用到的几个重要参数与指标,尤其是维修维护人员平时不太注意或容易忽略的参数,而这些参数常常与CO分析仪的一些故障有关。

　　1　CO分析仪的工作原理与结构简介

　　利用CO在红外谱段具有吸收峰的特性制造的CO分析仪,与传统的非色散红外(Non-dispersive In-frared)检测技术相比,采用的是红外过滤相关(GaFilter Correlation)技术。所谓红外过滤相关,主要是使红外光通过一个旋转滤波器(Filter Wheel以下简称滤波器),滤波器的一半充满高纯氮气(N2),另一半充满高纯CO气,利用旋转对红外光源发出的红外光进行调制,然后分别被CO和N2吸收后的光强调制信号在经过窄带滤波之后,剩下的处于CO吸收峰附近波段的光再通过充满样气的光吸收池(OpticalCell),由固态红外检测器获得光强信号。此信号与样气的浓度对应关系是非线性的,仪器通过储存的校准曲线将其转化为线性关系。仪器主要由红外光源、滤波器及切光电机(Chop-per Motor)、光吸收池、采样系统及控制电路等几部分组成。其中电路部分又由红外检测器及前置放大、输入信号调节板(Input Signal Conditioning Board)、电源、微处理器、温度及压力控制转换板、D/A板等组成。48型CO分析仪工作原理方框图如图1所示。

　　2　CO分析仪的几个重要参数

　　对于CO分析仪的维护和维修,有几个参数是十分重要的。

　　2·1　基准值(source/reference ratio)

　　基准值是CO分析仪所给出的一个与滤波器有直接关系的参数;同时,基准值与实测值,原始基准值与校准系数、零背景系数都密切相关。基准值可随时从仪器菜单中调出来,样气浓度越高,检测器接受的能量下降,基准值越低,所以当需要利用基准值对仪器进行判断时,应该给仪器通零气,最好是高纯氮气,因为滤波器中密封的参比零气是高纯氮气。在通入高纯氮气的状态下,基准值应该在1·14到1·18之间,太高或太低,都说明仪器存在问题。原始基准值是厂家在仪器出厂时设定的,主要反映了滤波器的状态,所以当更换滤波器之后,应对基准值做一次测定,同时据此调节原始基准值。否则,有时会出现校准系数或零背景值过高或过低,直接导致可调节的裕量偏低,甚至无法再进行校准。同样,当由于种种原因导致原始基准值发生变化后,也需要重新调节。许多经常无法解释的故障其实就源于此。