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，是為環保環監、人防系統及衛生防疫部門研制的用于測量環境中CO2的專用儀器。能快速準確地對賓館、舞廳、商場、醫院、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，保證三位有效數字，精度為2.5級。
目前本儀器為國內頭個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。機內設有充電線路，使用極為方便。儀器光學部分結構先進，采用低噪音自穩速直流電機，運轉可靠，儀器的電路部分全部采用進口大規模集成電路，所以，體積小，耗電省，可靠性高。取樣系統與儀器一體化。拉桿式取樣手柄使用方便，便于攜帶。先進的結構及線路，使儀器預熱時間較短，開機5分鐘后即可開始測量，可使用戶工作效率大大提高。
本儀器的使用環境溫度在0℃-?35℃，相對濕度不大于85%R.H。周圍環境不應有腐蝕性氣體及強烈的機械震動和電磁干擾。紅外二氧化碳CO2分析儀正確操作方法
二、工作原理
本儀器是根據比爾定律和氣體對紅外線的選擇性吸收原理設計而成的。采用時間雙光束、氣體濾波、InSb半導體檢測器。
吸收關系如圖一：
紅外光源發出的紅外線能量為I0，它通過一個光程為L的多次反射氣室之后，能量變為I1，如果氣室中有吸收紅外線能量的氣體時，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
C——是被測氣體的濃度
L——是氣室的長度
當氣體的種類一定，則K就確定，K表示的是氣體吸收特性的一個系數。
二氧化碳氣體的特性吸收波長是4.26μm，也就是說二氧化碳對4.26μm的紅外線能量有強烈的吸收，選定3.9μm波長為參比波長，因為二氧化碳氣體在這一區域不吸收紅外線能量。
當氣室長度L一定時，從上式看出I1的大小僅與氣體濃度有關，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、主要技術數據
1、測量范圍：0～10000PPMCO2 
2、線性度：≤±2% F·S
3、重復性：≤1% F·S
4、預熱時間：5分鐘
5、零點漂移：≤±2% F·S/小時
6、量程漂移：≤±2% F·S/3小時
7、響應時間： T0～T90≤15秒
8、輸出波動：≤±0.3%F·S
9、環境溫度：0℃～35℃
10、環境濕度：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
2．取樣器 1個
3．上等橡膠管4×6 2米
4．儀器箱 1個
5．尼龍背帶 1根
6．專用電源（9V1A），恒流300mA              1個
7．木把改錐                                1個
8．儀器安裝使用說明書                    1本
9．產品合格證 1份
五、儀器結構
儀器的系統方框圖如圖二所示。

圖二  儀器系統方框圖
當儀器工作時，直流電機帶動調制盤上的兩種濾光片旋轉，將紅外線光源發出的能量調制成兩種不同時間順序的能量，一種是3.9μm的參比能量，一種是4.26μm的分析能量。經過濾波室，分析氣室之后，到達半導體檢測器上，同時調制盤上的切光片在掠過光電耦合器光槽時，產生同步脈沖信號，輸出給控制板，以便將兩種信號識別出來。
當氣室中無被測氣體時，分析與參比信號都不衰減；而當氣室中有被測氣體時，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行放大、經自動增益調整、邏輯信號分離、線性化校正網絡，將非線性信號轉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、儀器的啟動與操作
（1）啟動
儀器內部結構如圖三所示
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；專用電源上開關撥在“外接”位置，打開儀器開關，泵開關處于“關”狀態，將波段開關置于“檢”的位置。這時儀器顯示為電源電壓數值應大于6.5V，否則需要充電。然后將波段開關置于“測”的位置。這時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
如圖四、圖五所示
圖四  儀器后板示意圖
圖五  校零點
將儀器后部切換閥打在“零點”位置，打開泵開關，可聽到泵的聲音，說明泵在工作。旋鈕仍處在“測”的位置，這時如果指示不是“0”，旋下零點電位器護蓋，緩慢擰動電位器，使儀器指示為“0”。
（3）校終點
如圖六
圖六  校終點
校好儀器點后，關上泵開關將切換閥打在“測量”位置打開標準氣總閥，再緩慢旋動減壓器旋桿，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，這時儀器指示上升，待穩定后，調終點電位器，使指示值與標準氣值相等，約4500-5000PPMCO2（氣瓶標簽上有）。關上標準氣瓶總閥，再將閥撥在“零點”位置，開泵后指示又回到“0”附近，終點就校好了。
（4）測量
如圖七所示
圖七  測量
啟動，校好“零點”，“終點”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，便可將被測環境的氣體抽入儀器內，從顯示器上能直接讀得被測氣體CO2的濃度值。測量二個數時，可不必再回零了，將探頭指向被測處，可直接測量二個數。1小時后，可回零檢查。零點變化較大時，可以旋動電位器調零。
（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，將開關撥在“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，波段開關處在“檢”的位置，便可對儀器充電。充電時儀器的“電源”與“泵”開關都處在關的位置，當想觀察充電情況時，可打開電源開關看一下顯示器的顯示，若大于8V就充好了，若不到8V需繼續充電，儀器“電源”與“泵”開關仍處在關狀態。如完全放電的電池需8-16小時可充足電。經常使用反復充電能使電池電量增加壽命反而適當延長，真正充足電后，在儀器與泵都開的情況下，可連續工作6-7小時，電壓指示在5.5V時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時就及時充電，長期工作在6.5-7.5V之間是*正常的情況。同時也要防止過充電，如超過20小時的充電和電壓指示超過8.5V也會對蓄電池損害使之漏液損壞儀器。
（6）電池保護
如將波段開關在“檢”處再順時針旋一下，處在“關”的位置，就可將機內電池斷開，這時不管“電源”和“泵”開關是開是關，儀器都不工作，以防止“電源”開關誤打開而將電池的電放光，（新儀器波段開關都處在電池保護狀態）長期保存和長途運輸時，都應處在電池保護狀態，以防振動等將“電源”開關誤開。
注意：給儀器充電時，不要處在電池保護狀態，否則將充不上電，也不要用穩壓電源充電，那樣不容易充足。
（7）注意事項
①零點變化不大時不必經常調整，終點也不必經常校準，因本儀器穩定性很好，經常使用時一周校一次便可以了，如發現每次終點變化不大則可更長時間校準。
②儀器不用時，要將閥撥在“零點”位置。這樣，使氣路密閉既可保護氣室，又可防止空氣中的CO2使堿石灰失效。
③校準氣在用過之后，一定要將總閥關緊，以防漏氣。
④取樣手把中裝有脫脂棉，受濕板結后可更換，只需極少量均勻拉松裝入手把內，太多就命會影響進氣量。過濾器中的堿石灰是CO2吸收劑，長期使用后會發黃發白，說明效力降低或失效，這時用過濾器循環回零緩慢或不能回零，需要更換了，如使用得當一般可用半年以上，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，如發現硅膠變成粉紅，應及時更換。更換時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，不易發生故障。如果因運輸或操作不當發生下列故障時，用戶可自行排除。
（1）儀器無指示，或時有時無。
①波段開關處在“關”的位置。打到“檢”或“測”即有指示。
②開關接觸不好，反復開關幾次使之接觸好。
（2）充不上電，或充電后使用時間很短。
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”或將專用電源撥在“外接”的位置都不能充上電或充不足電。
②檢查是否波段開關處在“關”的位置，這時儀器充不上電，正確的位置應處在“檢”。
③檢查在充電時儀器“電源”和“泵”開關是否處在關的狀態，如在處在開的狀態，則儀器是在工作，是放電狀態，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，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
這時儀器調零和測量時指示不變或變化很小，開泵后聽不到泵的轉動時，這時說明泵沒工作，原因有：
①泵開關接觸不佳，反復開關幾次看是否接觸好了。
②電池電壓太低如5.5V，這時需要給蓄電池充電。
③檢查過濾器是否受潮板結使氣路不通，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，如原來是兩個電阻串聯在一起可去掉一個，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，但這時泵的聲音會增大，調整該降壓電阻能使泵工作在*佳狀態，雖然此調整很容易，*好還是有電工知識的人去做為好。
（4）儀器靈敏度低
使用標準氣校準時，終點位置擰到頭，指示仍達不到標氣濃度，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零。
②在潮濕和污濁的環境中長期使用，又沒有及時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進行清洗，再開泵通入空氣將酒精吹干，應避免氣室污染。
（5）若出現其它問題，用戶解決不了，可及時與生產，銷售單位聯系，進行維修。
八、儀器的運輸與保管
1、儀器運輸時要防雨防強烈沖擊。
2、儀器應存放在干燥處及其濕度小于85%R.H的室內
空氣中無腐蝕性氣體。儀器不用時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則的情況下，從制造單位發貨給用戶之日起，十二個月內產品因質量不佳而發生損壞或不正常工作時，制造單位將無償地為用戶修理或更換產品零部件。