QGS-08型红外线分析器气室污染的探究

　　1　QGS-08的原理结构及仪器对气样的要求

　　1.1　测量原理

　　QGS-08型红外线分析器属于不分光式红外线分析器。带薄膜微音器型检测器,检测器由两个吸收室组成,他们相互气密(不计平衡孔),在光学上是串联的。先进入辐射的称为前吸收室,后面的称后吸收室。前吸收室由于较薄主要吸收带中心的能量,而后吸收室则吸收余下的两侧能量,检测器的容积设计使两部分吸收能量相等,从而使两室内气体受热产生相同振幅的压力脉冲。当被分析气样进入气室的分析边时,谱带中心的红外辐射在气室中首先被吸收掉,导致前吸收室的压力脉冲减弱,因此压力平衡被破坏,所产生的脉冲通过毛细管加在差动式薄膜微音器上,被转换为电容的变化。通过放大器把这些变化变成与浓度成比例的直流测定值。

　　1.2　结构　(图1)

　　1.3　仪器对气样的要求

　　·含水量(气态)小于0.5 g/m3;

　　·灰尘及机械杂质完全消除;

　　·气样温度在40℃以下;

　　·H2S、SO2及NH3等腐蚀性气体小于0.01 g/m3;进入分析器的气样压力为最高表压200mbar;

　　·气样流量为10~120 l/h。

2　问题的提出

　　我厂现有各类在线分析仪器18套,其中有6套QGS-08型红外线分析器安装在合成氨新系统,分别用于测量合成循环气中CH4含量、精炼气中微量CO和CO2含量、变换气中CO和CO2含量、脱碳净化气中CO2含量。预处理装置由制造厂家配套提供,其组成见图2。

　　1995-04这6套红外线分析器分别投入运行,使用不到一年,测量精炼气中微量CO和CO2含量的红外线分析器,先后出现零点漂移现象,致使仪器不能正常工作,失去仪器应有的作用。我们参照使用说明书对仪器进行检查调校,发现气室入口端的安全过滤器的滤芯有黑色粉尘物质,精密过滤器的滤纸潮湿并且发黄发黑,其残余信号电压也不能调到规定的0.5VAC以内,光路系统严重失调。初步判断仪器工作气室污染,气室腐蚀污染后光路平衡被破坏,灵敏度下降,并且光路平衡不可调。由于条件所限,一般清洗处理对于微量级的气室达不到理想效果,不得已,将仪器送厂家维修处理,厂家一般对污染较轻的气室进行清洗处理,对污染严重的气室进行更换。这两套微量CO和CO2红外线分析器,从投入运行至1998年底,每年都必须送厂家维护处理气室污染,严重时一套分析器一年送厂家两次,在近四年的时间内先后更换5个气室(其中:CO气室2个,CO2气室3个)。我们将更换下来的气室进行观察比较,方法是在光照下,观察气室分析边和气室参比边,通过观察比较很容易发现气室分析边内壁上有明显的水渍痕迹,并且气室分析边内壁及晶片上有很薄一层象灰尘一样的物质,而且氟化钙晶片及粘结晶片的材料有明显被腐蚀的痕迹,粘结部位可看见脱落的现象,粘结部位被腐蚀造成脱落产生缝隙会使两气室串气(气室分析边和气室参比边)。从每个被腐蚀污染的气室现象来看,它们都比较接近,现象基本上区别不大。