导致在线红外分析仪出现负值的原因

　　1　前　言

　　红外分析仪是一种基于不同的气体有选择性地吸收红外线这一性质的成份分析仪表。红外分析仪的类型根据其在光源和检测室上的结构不同可分为单光单气室、单光双气室、双光双气室等常见类型。在长期的使用过程中我们发现单光双气室、双光双气室这两种结构的红外分析仪几乎未出现或很少出现分析值为负偏差及负值的现象,而单光单气室结构的红外分析仪却不尽然。

　　3501型在线红外分析仪是美国ABB公司生产的典型的单光单气室结构的仪表,我厂有3台,其中1台用于分析丙烯精馏塔第86块塔板处的物流监测,检测浓度为0~25%的丙烯。在使用中我们发现该仪表的检测值经常比实际值偏小,且出现可变化的负值,是什么原因造成的呢?据有关资料介绍,在线红外分析仪出现负偏差或示值为负时,是校验时含水或仪器本身的光路未调　　平衡所致,但我们在长期应用中反复观察和分析试验,发现了另一种造成红外分析仪出现负值的原因。

　　2　3501型在线红外分析仪的结构及检测原理

　　3501型红外分析仪的结构如图1所示。滤光盘上有4个滤光片,分别为F1、F2、F3、F4,在切光马达的带动下依次滤过波长有微小差别的光进入检测室,检测滤光器F2、F4透过一个窄范围的只能被被测物质吸收的波长通过气室,参比滤光器F1、F3透过一个窄范围的、背景组份和被测组份都不吸收的波长通过气室,热电检测器将检测出的辐射能变化量转化为电信号输出,最终得到被测组份的浓度。

　　基于以上分析,我们初步判断,这台示值为负的3501型红外分析仪的参比滤光片透过的波长可能让背景中的组份吸收了,且它的吸收量大于被测组份的能量,因此才出现示值为负的现象。参比的背景组份即是样品组份,那么样品组份中究竟有些什么呢?

　　3　问题的分析

　　3.1　样品组份中的气体组成及含量

　　为了确切知道实际的气体组成及含量,我们在该仪表样品预处理箱处的样品旁路线上用球胆取样进行化验室色谱分析,分析结果如下:

　　C3H8(丙烷):　　98.20%

　　C3H6(丙烯):　　0.40%

　　OC3H6(环丙烷):　　0.12%

　　MA、PD(甲基乙炔+丁二烯):　　1.22%

　　C4H10(丁烷):　　0.06%

　　仪表示值:　　-6.30%

　　以上组份C3H8、OC3H6、C4H10都属烷烃,与丙烯的分子结构差异较大,而MA、PD是叁键C≡C和双键C=C=C,与丙烯含有相似的官能团,这样是不是MA、PD吸收了参比光呢?

　　3.2　用标准气进行试验

　　以下F1、F2、F3、F4对应的值是通过这些滤光片的光经过检测室后被检测器接收到的吸收率。