[其他]气体分析仪

说明书

本发明涉及对测量采样气体中特定成分浓度的 气体分析仪的改进，特别是对使用双极型热电传感 器件的气体分析仪的改进。

图1所示就是双极型热电传感器件(Dp)的 一例(随后我们将它简称为双极热电传感器件)。它 包括两对电极(2a，2b和3a，3b)，这两对电极分别装 在一块整体式热电材料(1)的正、反两个侧面上， 并且所有的上述元件都装在外壳(4)中。外壳 (4)上有一个用滤光片(5)封住的开口，该滤 光片与一对电极(2a，2b)处在同一轴线上，用来作 为光的接收元件；而外壳(4)上的另一个开口则 被一块防辐射用的挡板(6)所遮盖，该挡板与剩 下的另一对电极(3a，3b)处在同一轴线上，用来作 为辅助元件。上述结构的双极型热电传感器件，与 在外壳内只装有一对电极的单极型热电传感器件相 比，对于温度变化或振动引起的噪声，有极好的抗 干扰特性。因此，这种双极型的热电传感器件，用 在气体分析仪的传感部件中通常是有利的。

图2及图3是使用上述双极热电传感器件(Dp) 的常规气体分析仪实例。

在图2中，标号(11)表示发射红外线的光源； 标号(12)表示能使该光源(11)发射的红外线穿过的 气体容器。容器的两端是由可透红外线材料制成的 容器窗(13)和(14)密封住的，而且还装有进气口(15) 和出气口(16)，用来充入和排出采样气体。

标号(17)表示的是传感部件。它用来检测上述 被分析的采样气体的成分(例如CO，CO₂，HC等等)，并 且用来接收通过气体容器(12)的红外线。标号18表 示位于气体容器和传感部件之间的光调制盘，它有 一个伸向驱动电机(图上未表示)的转轴(18′)。如 图3所示，在传感部件(17)中有四个双极热电传感 器件(Dp₁，Dp₂，Dp₃和Dp₄)，前三个分别用于检测CO， CO₂和HC，而第四个则是作为基准的。双极热电传感 器件Dp₁至Dp₄的滤光片(5)都是带通滤光片，它允许 经过被测材料而与被测材料的特殊吸收带对应的红 外线通过。例如，双极热电传感器件Dp₁的滤光片 (5)是用来检测CO的，它就是能使对应于CO吸收带的 红外线通过的带通滤光片。双极热电传感器件Dp₂和DP₃的滤光片，可以使对应于CO₂和HC吸收带的红 外线通过。另一方面，作为基准的双极热电传感器 件Dp₄的滤光片，也是带通滤光片，它允许波长处在 CO，CO₂和HC吸收带范围之外的红外线通过。

在图3所示的常规气体分析仪中，双极热电传 感器件Dp₁至Dp₄，就其总体来说，它们的排列方式 应使所有的光接收元件和辅助元件能为容器(12)的 内圆周(12′)所完全包围。自然，这样一来，容器的 直径就会相当大。与此相应，气体容器(12)的内部 体积也会很大，并且需要很大体积的采样气体来充 满它。正因为这样，气体存留在容器(12)中的时间 就会延长，出现稳定输出之前的响应时间间隔也会 增加，于是就会在其响应特性上引起问题；作用在 每个光接收元件(2)上的能量密度就会变低，而 且信噪比也得不到满足。

可以想象到的解决上述问题的方法是，减小Dp₁至Dp₄中每两个热电传感器件之间的距离，从而也就 减小了气体容器的内径(d)。但是，不可能把双极热 电传感器件Dp₁至Dp₄随意排列得比某个距离还要密， 因为光调制盘(18)的转轴(18′)要通过为双极热电 传感器件Dp₁至Dp₄所合围的空间以便同驱动电机 (图中未表示)相连接。

另外一种方法是缩短气体容器(12)的长度(1)， 但是有些时候低浓度的CO和HC就不能测量，因为容 器的长度(1)太短。

本发明的发明人作出本发明就是想要解决上述 问题。因此，本发明的目的是为了减小装有两个或 两个以上双极热电传感器件单元的气体分析仪的内 径，从而促进这类气体分析仪的小型化，同时提高 响应速度，增大信噪比。