Teledyne 4020型總烴分析儀

Teledyne電子技術分析儀器

4020型

總烴分析儀夏興文簡介Teledyne分析儀器公司的4020型總烴分析儀是一種設計用于測定正壓力氣體樣品中烴類濃度（以甲烷計）的通用性儀器。4020型是本公司在已取得優(yōu)秀業(yè)績的402R系列模擬型烴類分析儀基礎上開發(fā)成功的微處理器控制的數(shù)字型儀器。

分析儀的主要特點

4020型總烴分析儀雖然結構精密復雜但使用非常簡單方便。儀器面板上的二個顯示屏在運行的各階段為操作人員提供信息和提示。本儀器的主要特點如下：便于操作的面板界面，其中有微處理器電子電路驅(qū)動的一個5位數(shù)字紅色發(fā)光二極管顯示屏（LED）和一個真空熒光顯示屏（VFD）。高分辨率的精確的濃度讀數(shù)，從很低的ppm數(shù)量級至6%。分析范圍廣，具有從1ppm至6%的可由用戶選定的三擋分析量程。微處理器電子電路：8位CMOS微處理器，32kBRAM和128kBROM。自動選定量程功能：分析人員可對特定的分析任務自動預設分析量程。如手動取消此功能，則用戶可鎖定需要的特定量程。兩個可調(diào)節(jié)的濃度警報系統(tǒng)和一個系統(tǒng)故障警報系統(tǒng)。在啟動時和提出要求時可進行廣范圍的自我診斷測試，并對電源進行連續(xù)監(jiān)測。RS－232串行數(shù)字端口，供計算機或其他數(shù)字通信設備聯(lián)用。濃度和量程標識（ID）的模擬輸出（0-1VDC標準輸出和4-20mA去耦輸出）。優(yōu)異的精確性。應用領域在半導體和有關器件的生產(chǎn)中監(jiān)測氧氣，氬氣，氮氣和其他氣體。在空氣液化或其他氣體生產(chǎn)過程中監(jiān)測烴類污染。氣體純度鑒定。撿測周圍空氣中微量烴類。監(jiān)測大氣污染物。低溫學研究。撿測燃料或有毒溶劑泄漏。撿測各種工藝流程中的烴類。工作原理樣品氣和燃料氣（通常為氫氣和氮氣的混合氣體)混合后在“助燃氣體”空氣中燃燒。在燃燒過程中形成的離子使燃燒室（即撿測器）內(nèi)的兩根電極之間有電流通過。此電流被高靈敏度的電量計－放大器電路放大。電量計－放大器的輸出電信號正比于火焰中電離的烴類存在數(shù)量，并在0至60,000ppm甲烷的濃度范圍內(nèi)呈線性關系。4020型總烴分析儀由以下三部分組成：

1.樣品系統(tǒng)；

2.檢測器；

3.電子信號處理，顯示和控制系統(tǒng)。燃料氣和助燃空氣燃料氣和助燃空氣系統(tǒng)采用類似的部件。通過在撿測器上游的限流器兩端維持恒定的壓差而使流量穩(wěn)定。燃料氣燃料氣：需要一個40%氫氣和60%氮氣混合氣的氣體鋼瓶，為火焰離子化燃燒器提供燃料。此鋼瓶應安裝無油的金屬膜片的調(diào)壓閥（二級）。注：如果在分析中氫氣為主體氣體（即既是樣品氣又用作燃料氣），則不再需要其他的輔助燃料氣源。助燃空氣助燃空氣：需要一個低烴類含量的干燥壓縮空氣鋼瓶，使檢測器中保持合適的氣氛。此鋼瓶應安裝無油的金屬膜片的二級調(diào)壓閥。如果要達到儀器的精確度，則烴類污染物的濃度最好低于滿量程讀數(shù)的1%（在選用的分析量程內(nèi)）?；鹧骐x子檢測器樣品氣和燃料氣在一個安裝在恒溫室的T形管接頭中相互混合?；旌蠚怏w從傳感器組件內(nèi)的燃燒器中逸出。助燃空氣通過位于組件底部的另一單獨管接頭進入傳感器（即撿測器）。組件的上部安裝有陽極點火器，收集極和火焰保護熱敏電阻。撿測器位于機箱內(nèi)左前方，故很容易接近。火焰離子化檢測器

不銹鋼火焰離子化檢測器的上部有圓柱形收集極電極，高壓（＋260VDC）陽極點火器線圈和火焰保護電路傳感用的熱敏電阻。

收集極通過一根同軸電纜連接電量計－放大器印刷電路板。雖然此電纜和接頭都是供同軸連接用的，但實際上此電纜只是用作有屏蔽的單芯導線。

警告：在陽極點火器線圈上有危險的高電壓（＋260VDC）。在沒有關閉電源和拔下電源線之前，決不可試圖斷開點火器線圈的電纜，也不可拆卸任何火焰離子化撿測器的部件。

檢測器陽極點火器陽極點火器有以下兩個功能：當部件號B74671印刷電路板上的繼電器K2通電時，點火器線圈成為一個紅亮的電加熱元件而點燃氫氣燃料氣；當B74671電路板上的繼電器K2斷電時此線圈接至陽極－火焰保護電源電路板上的＋260VDC端點。此時在線圈（陽極）和收集極之間建立起為引發(fā)燃燒中的烴類電離所需的電位差。在量程選擇開關的全部三擋量程位置上，點火線圈都起著高壓陽極的功能。熱敏電阻熱敏電阻是火焰保護電路的傳感器。在室溫下熱敏電阻的阻值是100k范圍內(nèi)，而當火焰被點燃后其阻值降低100倍。熱敏電阻和陽極－火焰保護電源電路板上的晶體管控制電路相連。電量計－放大器收集極的電纜直接連接至位于電量計－放大器電路板上的同軸插座。此印刷電路板位于靠近恒溫室外側(cè)的側(cè)面板上，（參看圖2-1）其中包括一個電量計放大器和一個運算放大器。這些電路都是極高增益的電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其測得的輸入電阻在數(shù)百萬歐姆范圍內(nèi)。此外，這些電路對靜電和污染高度敏感，故在操作這些電路板時應極其小心。陽極電源高壓陽極電源的元件安裝在陽極電源印刷電路板上。高壓調(diào)節(jié)是用串聯(lián)的齊納二極管來實現(xiàn)的。此電路的設計很簡單，因為陽極電路所需的電流非常小。通常正輸出電壓為125V，允許輸出波動為＋/-10V?；鹧姹Ｗo電路當發(fā)生火焰熄滅時，熱敏電阻控制的晶體管開關電路使繼電器動作。此繼電器操縱面板上的指示燈和燃料氣截止電磁閥，以警告操作人員發(fā)生了火焰熄滅的情況。此燃料氣截止電磁閥使氫氣流中斷?；鹧纥c火電路火焰點火電路包括陽極－點火器電極（在撿測器內(nèi)），變壓器和微處理器控制的繼電器。在升溫定時器倒計時結束后火焰點火電路自動通電。如果自動點火失敗，將顯示一條說明報文，隨后可同時按下向上（Up）和向下（Down）鍵而手動點燃火焰。溫度比例調(diào)節(jié)電路連接熱敏電阻的一個電子電路調(diào)節(jié)內(nèi)有樣品系統(tǒng)部件的恒溫室溫度。熱敏電阻和加熱元件均位于恒溫室內(nèi)，而電路元件的均衡回路安裝在溫度控制印刷電路板上。應用一個溫度上限開關保護恒溫室不會達到過高的溫度，因為如果溫度控制系統(tǒng)失效的話，過高的溫度是可能發(fā)生的。技術規(guī)格燃料氣：根據(jù)具體應用而定 －40%氫氣和60%氮氣的混合氣 －氫氣精確度：1%滿量程電子響應時間： 一分鐘內(nèi)達到90%

噪音：小于

0.5%滿量程漂移：小于1%滿量程/日量程：用戶可定義的3個量程，從0ppm至6％（以甲烷計）靈敏度：低至滿量程0-1ppm，以甲烷計技術規(guī)格輸出：線性信號，儀表讀數(shù)VDC和4-20mA模擬輸出室溫：40oF至100oF（5℃至43℃）流量：100-400ml/分樣品氣

100-200ml/分燃料氣（200立方英尺鋼瓶可用約1月）電源：115VAC，60Hz，單相功耗：最大140W額定壓力：最高100psi外形尺寸：8.75”x19”x15.5”（高x寬x長）

222mmx483mmx394mm重量：55磅具體應用數(shù)據(jù)型號：4020系列號：240365分析量程： 0-10,100,1000ppm輸出信號：0-1VDC和4-20mADC啟動時滿量程設定值：無控制面板壓力設定值：注釋：無助燃空氣：8psig燃料氣：7psig樣品氣：3.5psig具體應用數(shù)據(jù)

旁路流量：內(nèi)置流量計讀數(shù)為最少0.25SCFH（標準立方英尺/小時）推薦的支持氣體：輔助氣體的烴類含