紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法

一、概述

便攜式紅外線分析器，是為環(huán)保環(huán)監(jiān)、人防系統(tǒng)及衛(wèi)生防疫部門研制的用于測量環(huán)境中CO2的專用儀器。能快速準(zhǔn)確地對賓館、舞廳、商場、醫(yī)院、影劇院、人防工事、車廂、船艙等公共場合空氣中的CO2濃度進(jìn)行測定。本儀器可用直流供電，所以還能對公園、露天劇場、廣場等野外場合中的CO2濃度值進(jìn)行測定。儀器為線性化輸出，直讀濃度值，液晶顯示，保證三位有效數(shù)字，精度為2.5級。
目前本儀器為國內(nèi)頭個(gè)推出的交直流供電便攜式紅外線CO2分析器。交流用220VAC市電，直流為鎘鎳蓄電池供電。機(jī)內(nèi)設(shè)有充電線路，使用極為方便。儀器光學(xué)部分結(jié)構(gòu)先進(jìn)，采用低噪音自穩(wěn)速直流電機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，儀器的電路部分全部采用進(jìn)口大規(guī)模集成電路，所以，體積小，耗電省，可靠性高。取樣系統(tǒng)與儀器一體化。拉桿式取樣手柄使用方便，便于攜帶。先進(jìn)的結(jié)構(gòu)及線路，使儀器預(yù)熱時(shí)間較短，開機(jī)5分鐘后即可開始測量，可使用戶工作效率大大提高。
本儀器的使用環(huán)境溫度在0℃-?35℃，相對濕度不大于85%R.H。周圍環(huán)境不應(yīng)有腐蝕性氣體及強(qiáng)烈的機(jī)械震動(dòng)和電磁干擾。紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法
二、工作原理
本儀器是根據(jù)比爾定律和氣體對紅外線的選擇性吸收原理設(shè)計(jì)而成的。采用時(shí)間雙光束、氣體濾波、InSb半導(dǎo)體檢測器。
吸收關(guān)系如圖一：
紅外光源發(fā)出的紅外線能量為I0，它通過一個(gè)光程為L的多次反射氣室之后，能量變?yōu)镮1，如果氣室中有吸收紅外線能量的氣體時(shí)，如CO2，則量I1滿足下式： 
I1=I0e-KCL
式中：K——是氣體的紅外線吸收系數(shù)
C——是被測氣體的濃度
L——是氣室的長度
當(dāng)氣體的種類一定，則K就確定，K表示的是氣體吸收特性的一個(gè)系數(shù)。
二氧化碳?xì)怏w的特性吸收波長是4.26μm，也就是說二氧化碳對4.26μm的紅外線能量有強(qiáng)烈的吸收，選定3.9μm波長為參比波長，因?yàn)槎趸細(xì)怏w在這一區(qū)域不吸收紅外線能量。
當(dāng)氣室長度L一定時(shí)，從上式看出I1的大小僅與氣體濃度有關(guān)，測量出I1的大小就等于測量出氣體濃度的變化。紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法
三、主要技術(shù)數(shù)據(jù)
1、測量范圍：0～10000PPMCO2 
2、線性度：≤±2% F·S
3、重復(fù)性：≤1% F·S
4、預(yù)熱時(shí)間：5分鐘
5、零點(diǎn)漂移：≤±2% F·S/小時(shí)
6、量程漂移：≤±2% F·S/3小時(shí)
7、響應(yīng)時(shí)間： T0～T90≤15秒
8、輸出波動(dòng)：≤±0.3%F·S
9、環(huán)境溫度：0℃～35℃
10、環(huán)境濕度：85%R·H
11、氣體干擾誤差：對1000PPMCO2≤±1%F·S
12、供    電：220VAC±10%；9VDC±10%
13、耗    電：≤500mA
14、重    量：≤2.5公斤
15、 外形尺寸：85×185×240mm3（高×寬×長）
四、成套性
全套便攜式紅外線分析器包括：
1．便攜式紅外線分析器 1臺(tái)
2．取樣器 1個(gè)
3．上等橡膠管4×6 2米
4．儀器箱 1個(gè)
5．尼龍背帶 1根
6．專用電源（9V1A），恒流300mA              1個(gè)
7．木把改錐                                1個(gè)
8．儀器安裝使用說明書                    1本
9．產(chǎn)品合格證 1份
五、儀器結(jié)構(gòu)
儀器的系統(tǒng)方框圖如圖二所示。

圖二  儀器系統(tǒng)方框圖
當(dāng)儀器工作時(shí)，直流電機(jī)帶動(dòng)調(diào)制盤上的兩種濾光片旋轉(zhuǎn)，將紅外線光源發(fā)出的能量調(diào)制成兩種不同時(shí)間順序的能量，一種是3.9μm的參比能量，一種是4.26μm的分析能量。經(jīng)過濾波室，分析氣室之后，到達(dá)半導(dǎo)體檢測器上，同時(shí)調(diào)制盤上的切光片在掠過光電耦合器光槽時(shí)，產(chǎn)生同步脈沖信號，輸出給控制板，以便將兩種信號識別出來。
當(dāng)氣室中無被測氣體時(shí)，分析與參比信號都不衰減；而當(dāng)氣室中有被測氣體時(shí)，由于被測氣體的吸收作用，使分析信號減弱，參比信號仍保持不變，分析與參比信號之差與氣體濃度成比例，這個(gè)微小的變化信號被前置放大器放大到1V左右，輸出給主信號板并在主信號板中進(jìn)行放大、經(jīng)自動(dòng)增益調(diào)整、邏輯信號分離、線性化校正網(wǎng)絡(luò)，將非線性信號轉(zhuǎn)換成線性信號并由面板上的液晶顯示器直接顯示出濃度值。紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法
六、儀器的啟動(dòng)與操作
（1）啟動(dòng)
儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖三所示
圖三  儀器面板示意圖
操作步驟如下：
交流供電時(shí)要將專用電源的Φ3.5插頭插在儀器面板“外接”插孔處；專用電源上開關(guān)撥在“外接”位置，打開儀器開關(guān)，泵開關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)，將波段開關(guān)置于“檢”的位置。這時(shí)儀器顯示為電源電壓數(shù)值應(yīng)大于6.5V，否則需要充電。然后將波段開關(guān)置于“測”的位置。這時(shí)儀器指示由小到大變化約1分鐘后，指示回到“0”附近。
（2）校零點(diǎn)
如圖四、圖五所示
圖四  儀器后板示意圖
圖五  校零點(diǎn)
將儀器后部切換閥打在“零點(diǎn)”位置，打開泵開關(guān)，可聽到泵的聲音，說明泵在工作。旋鈕仍處在“測”的位置，這時(shí)如果指示不是“0”，旋下零點(diǎn)電位器護(hù)蓋，緩慢擰動(dòng)電位器，使儀器指示為“0”。
（3）校終點(diǎn)
如圖六
圖六  校終點(diǎn)
校好儀器點(diǎn)后，關(guān)上泵開關(guān)將切換閥打在“測量”位置打開標(biāo)準(zhǔn)氣總閥，再緩慢旋動(dòng)減壓器旋桿，用橡皮管與氣瓶出口連接，將皮管放在耳邊能聽到輕微的“咝咝”聲，這時(shí)流量大約為0.5升/分，將皮管插到儀器入口“IN”處，出口放空，這時(shí)儀器指示上升，待穩(wěn)定后，調(diào)終點(diǎn)電位器，使指示值與標(biāo)準(zhǔn)氣值相等，約4500-5000PPMCO2（氣瓶標(biāo)簽上有）。關(guān)上標(biāo)準(zhǔn)氣瓶總閥，再將閥撥在“零點(diǎn)”位置，開泵后指示又回到“0”附近，終點(diǎn)就校好了。
（4）測量
如圖七所示
圖七  測量
啟動(dòng)，校好“零點(diǎn)”，“終點(diǎn)”后，就可以開始測量了。將取樣探頭拉開，將閥撥在“測量”位置，用皮管將取樣器與儀器入口相接，出口放空，打開泵開關(guān)，便可將被測環(huán)境的氣體抽入儀器內(nèi)，從顯示器上能直接讀得被測氣體CO2的濃度值。測量二個(gè)數(shù)時(shí)，可不必再回零了，將探頭指向被測處，可直接測量二個(gè)數(shù)。1小時(shí)后，可回零檢查。零點(diǎn)變化較大時(shí)，可以旋動(dòng)電位器調(diào)零。
（5）充電
專用電源中帶有充電器。該充電器能以300mA左右的恒定電流給儀器蓄電池充電。使用時(shí)，將開關(guān)撥在“充電”位置，將充電器一端插在220V交流上，另一端的φ3.5插頭插在“充電”插座上，波段開關(guān)處在“檢”的位置，便可對儀器充電。充電時(shí)儀器的“電源”與“泵”開關(guān)都處在關(guān)的位置，當(dāng)想觀察充電情況時(shí)，可打開電源開關(guān)看一下顯示器的顯示，若大于8V就充好了，若不到8V需繼續(xù)充電，儀器“電源”與“泵”開關(guān)仍處在關(guān)狀態(tài)。如完全放電的電池需8-16小時(shí)可充足電。經(jīng)常使用反復(fù)充電能使電池電量增加壽命反而適當(dāng)延長，真正充足電后，在儀器與泵都開的情況下，可連續(xù)工作6-7小時(shí)，電壓指示在5.5V時(shí)雖儀器仍能正常使用，但對蓄電池壽命有損害，因此，一般*好在電池電壓下降到6.5V時(shí)就及時(shí)充電，長期工作在6.5-7.5V之間是*正常的情況。同時(shí)也要防止過充電，如超過20小時(shí)的充電和電壓指示超過8.5V也會(huì)對蓄電池?fù)p害使之漏液損壞儀器。
（6）電池保護(hù)
如將波段開關(guān)在“檢”處再順時(shí)針旋一下，處在“關(guān)”的位置，就可將機(jī)內(nèi)電池?cái)嚅_，這時(shí)不管“電源”和“泵”開關(guān)是開是關(guān)，儀器都不工作，以防止“電源”開關(guān)誤打開而將電池的電放光，（新儀器波段開關(guān)都處在電池保護(hù)狀態(tài)）長期保存和長途運(yùn)輸時(shí)，都應(yīng)處在電池保護(hù)狀態(tài)，以防振動(dòng)等將“電源”開關(guān)誤開。
注意：給儀器充電時(shí)，不要處在電池保護(hù)狀態(tài)，否則將充不上電，也不要用穩(wěn)壓電源充電，那樣不容易充足。
（7）注意事項(xiàng)
①零點(diǎn)變化不大時(shí)不必經(jīng)常調(diào)整，終點(diǎn)也不必經(jīng)常校準(zhǔn)，因本儀器穩(wěn)定性很好，經(jīng)常使用時(shí)一周校一次便可以了，如發(fā)現(xiàn)每次終點(diǎn)變化不大則可更長時(shí)間校準(zhǔn)。
②儀器不用時(shí)，要將閥撥在“零點(diǎn)”位置。這樣，使氣路密閉既可保護(hù)氣室，又可防止空氣中的CO2使堿石灰失效。
③校準(zhǔn)氣在用過之后，一定要將總閥關(guān)緊，以防漏氣。
④取樣手把中裝有脫脂棉，受濕板結(jié)后可更換，只需極少量均勻拉松裝入手把內(nèi)，太多就命會(huì)影響進(jìn)氣量。過濾器中的堿石灰是CO2吸收劑，長期使用后會(huì)發(fā)黃發(fā)白，說明效力降低或失效，這時(shí)用過濾器循環(huán)回零緩慢或不能回零，需要更換了，如使用得當(dāng)一般可用半年以上，甚至一年以上。
過濾器中的蘭色顆粒是變色硅膠起防濕作用。即可使儀器的氣室及管路保持干燥，又能延長堿石灰的壽命，特別是在南方炎熱的夏季，如發(fā)現(xiàn)硅膠變成粉紅，應(yīng)及時(shí)更換。更換時(shí)只須將儀器后部的過濾器蓋子旋下，倒出，裝入新的堿石灰和硅膠則可。
七、儀器的故障及其排除
本儀器可靠性高，不易發(fā)生故障。如果因運(yùn)輸或操作不當(dāng)發(fā)生下列故障時(shí)，用戶可自行排除。
（1）儀器無指示，或時(shí)有時(shí)無。
①波段開關(guān)處在“關(guān)”的位置。打到“檢”或“測”即有指示。
②開關(guān)接觸不好，反復(fù)開關(guān)幾次使之接觸好。
（2）充不上電，或充電后使用時(shí)間很短。
①檢查是否將充電器插在“充電”位置上。是否將專用電源撥在“充電”位置上，如果將充電器插在“外接”或?qū)Ｓ秒娫磽茉凇巴饨印钡奈恢枚疾荒艹渖想娀虺洳蛔汶姟?br> ②檢查是否波段開關(guān)處在“關(guān)”的位置，這時(shí)儀器充不上電，正確的位置應(yīng)處在“檢”。
③檢查在充電時(shí)儀器“電源”和“泵”開關(guān)是否處在關(guān)的狀態(tài)，如在處在開的狀態(tài)，則儀器是在工作，是放電狀態(tài)，所以也充不上電。
④檢查充電器Φ3.5插頭是否完全插入了“充電”插座并不松動(dòng)，否則要將插頭根部的黑橡膠用小刀**一下，使插頭完全插入并接觸好。
（3）泵不工作
這時(shí)儀器調(diào)零和測量時(shí)指示不變或變化很小，開泵后聽不到泵的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)說明泵沒工作，原因有：
①泵開關(guān)接觸不佳，反復(fù)開關(guān)幾次看是否接觸好了。
②電池電壓太低如5.5V，這時(shí)需要給蓄電池充電。
③檢查過濾器是否受潮板結(jié)使氣路不通，可更換濾紙，堿石灰或少裝一些硅膠都能使過濾器暢通。
④需要打開儀器外殼，將焊在泵上的電阻的阻值減小，如原來是兩個(gè)電阻串聯(lián)在一起可去掉一個(gè)，如原來是110Ω可換成91Ω，82Ω或62Ω等，也可去掉該電阻直接將線焊在泵上，但這時(shí)泵的聲音會(huì)增大，調(diào)整該降壓電阻能使泵工作在*佳狀態(tài)，雖然此調(diào)整很容易，*好還是有電工知識的人去做為好。
（4）儀器靈敏度低
使用標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)時(shí)，終點(diǎn)位置擰到頭，指示仍達(dá)不到標(biāo)氣濃度，解決方法：
①檢查過濾器中霍加拉特是否失效，如失效就沒有使儀器真正地調(diào)零。
②在潮濕和污濁的環(huán)境中長期使用，又沒有及時(shí)更換手把中的脫脂棉和過濾器中的變色硅膠，使氣室污染，打開儀器蓋，用無水酒精滴入氣室內(nèi)進(jìn)行清洗，再開泵通入空氣將酒精吹干，應(yīng)避免氣室污染。
（5）若出現(xiàn)其它問題，用戶解決不了，可及時(shí)與生產(chǎn)，銷售單位聯(lián)系，進(jìn)行維修。
八、儀器的運(yùn)輸與保管
1、儀器運(yùn)輸時(shí)要防雨防強(qiáng)烈沖擊。
2、儀器應(yīng)存放在干燥處及其濕度小于85%R.H的室內(nèi)
空氣中無腐蝕性氣體。儀器不用時(shí)把儀器上的出口與入口用皮管封閉起來，以避免氣室污染。紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法
九、制造廠的保證
在用戶遵守保管和使用規(guī)則的情況下，從制造單位發(fā)貨給用戶之日起，十二個(gè)月內(nèi)產(chǎn)品因質(zhì)量不佳而發(fā)生損壞或不正常工作時(shí)，制造單位將無償?shù)貫橛脩粜蘩砘蚋鼡Q產(chǎn)品零部件。